《催化剂制备原理课件》9典型工业催化剂制备催化剂制备专利创新实例
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催化剂的制备方法 PPT
第四章 催化剂的制备技术
目录
●第一节 ●第二节 ●第三节 ●第四节 ●第五节 ●第六节 ●第七节 ●第八节
沉淀法 浸渍法 混合法 热熔融法 离子交换法 溶胶—凝胶法 水热法 催化剂的成型
●引言
研究催化剂的制备方法，具有极为重要 的现实意义。一方面，与所有化工产品一样，
要从制备、性质术
（二）沉淀形成的影响因素 2、温 度 溶液的过饱和度于晶核的生成和长大有直接的关系，而
优点：可以克服普通沉淀法可能出现的一些问题，如：普通沉淀法 易出现沉淀剂与待沉淀组分的混合不均匀、沉淀颗粒粗细不等、 杂质的带入等。
【典型例子】在铝盐中加入尿素作为沉淀剂，二者混合均匀后加热 升温到90～100℃，此时，尿素水解，释放出OH-。
第一节 沉淀法
二、各类沉淀法 （三）均匀沉淀法 【典型例子】在铝盐中加入尿素作为沉淀剂，二者混合均匀后加热升
以研究；另一方面，工业催化剂又不同于绝大 多数以纯化学品为只要存在形态的其他化工产 品，催化剂多数有复杂的化学组成和物理结构， 并因此形成了千差万别的品种系列。
●引言
工业催化剂的性能主要取决于其化学组成和物理结 构。由于制备方法的不同，尽管成分、用量完全相同， 所制备出的催化剂的性能仍可能有很大的差异，也就 是说催化剂的发明和创新，首要和核心的便是催化剂 制造技术的发明和创新。
工业催化剂的制备方法都是一些基本单元操作或一 些基本单元操作的合理组合。
基本单元操作包括：溶解、沉淀（胶凝）、浸渍、 离子交换、洗涤、过滤、干燥、混合、焙烧等。习惯 上把其中某些关键而有特色的单元操作的名称作为工 业催化剂制备方法的名称。
第一节 沉淀法
一、沉淀法概述
沉淀法：以沉淀操作为其关键的和特殊步骤的制备方法，是制备固体 催化剂最常用的方法之一。广泛地用于制备高含量的非贵金属、 金属氧化物和金属盐催化剂或催化剂载体。
目录
●第一节 ●第二节 ●第三节 ●第四节 ●第五节 ●第六节 ●第七节 ●第八节
沉淀法 浸渍法 混合法 热熔融法 离子交换法 溶胶—凝胶法 水热法 催化剂的成型
●引言
研究催化剂的制备方法，具有极为重要 的现实意义。一方面，与所有化工产品一样，
要从制备、性质术
（二）沉淀形成的影响因素 2、温 度 溶液的过饱和度于晶核的生成和长大有直接的关系，而
优点：可以克服普通沉淀法可能出现的一些问题，如：普通沉淀法 易出现沉淀剂与待沉淀组分的混合不均匀、沉淀颗粒粗细不等、 杂质的带入等。
【典型例子】在铝盐中加入尿素作为沉淀剂，二者混合均匀后加热 升温到90～100℃，此时，尿素水解，释放出OH-。
第一节 沉淀法
二、各类沉淀法 （三）均匀沉淀法 【典型例子】在铝盐中加入尿素作为沉淀剂，二者混合均匀后加热升
以研究；另一方面，工业催化剂又不同于绝大 多数以纯化学品为只要存在形态的其他化工产 品，催化剂多数有复杂的化学组成和物理结构， 并因此形成了千差万别的品种系列。
●引言
工业催化剂的性能主要取决于其化学组成和物理结 构。由于制备方法的不同，尽管成分、用量完全相同， 所制备出的催化剂的性能仍可能有很大的差异，也就 是说催化剂的发明和创新，首要和核心的便是催化剂 制造技术的发明和创新。
工业催化剂的制备方法都是一些基本单元操作或一 些基本单元操作的合理组合。
基本单元操作包括：溶解、沉淀（胶凝）、浸渍、 离子交换、洗涤、过滤、干燥、混合、焙烧等。习惯 上把其中某些关键而有特色的单元操作的名称作为工 业催化剂制备方法的名称。
第一节 沉淀法
一、沉淀法概述
沉淀法：以沉淀操作为其关键的和特殊步骤的制备方法，是制备固体 催化剂最常用的方法之一。广泛地用于制备高含量的非贵金属、 金属氧化物和金属盐催化剂或催化剂载体。
催化剂的制备PPT课件
目的：它使最终产品能在机械强度符合要求，在使用中符合反应器中流体力 学条件的要求。 4) 活化. 通过热和化学处理使基体转变为符合最终组成，结构要求的催化剂。 上述后三个阶段的划分，在某些催化剂的生产过程中并不很明显． 有时是合并进行的，其顺序可以颠倒，如成型可以在活化之前，亦可以 在活化之后。 催化剂的制备方法很多。由于制备方法的不同，尽管原料与用量完 全一样，但所制得的催化剂性能可能有很大的差异。因此．必须慎重选 择制造方法，并严格控制。 催化剂的制备方法可粗分为干法与湿法。 干法包括热熔法、混碾法与喷涂法等; 湿法包括胶凝法、沉淀法(包括共沉淀法，均匀共沉淀法和超均匀沉淀法)、浸 渍法、离子交换法、沥滤法等。湿法使用较多
晶核长大速率 >> 晶核生成速率： 溶液中最初形成的晶核不多，有较多的离子以晶核为中心， 按一定的晶格定向排列而成为颗粒较大的晶形沉淀
金属盐类和沉淀剂的选择
选择原则：
➢ 金属类的选择
硝酸盐 — 非贵金属盐的首选 硫酸盐、有机酸盐
➢ 沉淀剂的选择
常用沉淀剂：
✓ 碱类：氨水、 NaOH、KOH ✓ 碳酸盐：(NH4)2CO3、Na2CO3、
催化剂的制备
工业催化剂的活性、选择性和稳定性不仅取决于它的化学组成， 也和物理性质有关。也就是说，单凭催化剂的化学成分并不足以推 知其催化性能如：Al2O3, 分子筛 。在许多情况下，催化剂的各种物 理特性，如形状、颗粒大小、物相、比重、比表面积、孔结构和机 械强度等，都会 影响催化剂对某特定反应的催化性能; 影响到催化剂的使用寿命; 影响到反应动力学和流体力学的行为。
非晶形沉淀形成条件： ➢ 沉淀应在较浓溶液中进行 ➢ 沉淀剂应在搅拌下迅速加入 ➢ 沉淀后，加入较大量热水稀释（减少杂质），立即过滤
工业催化剂的制备与使用ppt课件
同时还必需使无用组分，特别是对催化剂有毒的 物质在热分解或复原过程中挥发除去。
最常用的是硝酸盐、铵盐、有机酸盐〔乙酸盐、乳酸 盐等〕。
普通以去离子水为溶剂，但当载体能溶于水或活性组 分不溶于水时，那么可用醇或烃作为溶剂。
浸渍液的浓度必需控制恰当。
二、活性组分在载体上的分布与控制
图 活性组分在孔内的吸附
表 常用的固体催化剂制造方法
举例 水合氧化物，如氢氧化铁等的制备 贵金属负载到金属氧化物载体Al2O3或SiO2 等载体上 氧化铁-氧化铬CO变换催化剂的制备 合成氨的铁催化剂的制备 雷尼镍催化剂的制备
§5.1 沉淀法制备工业催化剂
一、沉淀法
沉淀法是制备固体催化剂最常用的方法之 一，广泛用于制备高含量非贵金属、金属氧化 物、金属盐催化剂和载体。
1. 沉淀过程和沉淀剂的选择
沉淀作用给予催化剂根本的催化剂属性，沉淀物实践 上是催化剂或载体的前驱物，对所制得的催化剂的活 性、寿命和强度有很大影响。
在沉淀过程中采用什么沉淀反响，选择什么样 的沉淀剂，是沉淀工艺首先要思索的问题。
同一催化剂可以从不同的原料开场制造，如镍， 可以制成Ni(OH)2沉淀或NiCO3沉淀；
13-上鞍座；14-平滚圈；15-下鞍座；16-托轮部件；17-出料箱
四、 沉淀法制备催化剂的案例分析 ——活性Al2O3的制
备
图 酸中和法消费γ- Al2O3的 流程表示图
图 碱中和法消费η- Al2O3的 流程表示图
表 中和沉淀温度对氧化铝性质的影响
中和温度/℃ 孔分布 0~50Å
50~200 Å 200~327 Å 比外表积 / m2·g–1 BET孔容 / ml·g–1 平均孔径 / Å
催化剂制备方法
最常用的是硝酸盐、铵盐、有机酸盐〔乙酸盐、乳酸 盐等〕。
普通以去离子水为溶剂，但当载体能溶于水或活性组 分不溶于水时，那么可用醇或烃作为溶剂。
浸渍液的浓度必需控制恰当。
二、活性组分在载体上的分布与控制
图 活性组分在孔内的吸附
表 常用的固体催化剂制造方法
举例 水合氧化物，如氢氧化铁等的制备 贵金属负载到金属氧化物载体Al2O3或SiO2 等载体上 氧化铁-氧化铬CO变换催化剂的制备 合成氨的铁催化剂的制备 雷尼镍催化剂的制备
§5.1 沉淀法制备工业催化剂
一、沉淀法
沉淀法是制备固体催化剂最常用的方法之 一，广泛用于制备高含量非贵金属、金属氧化 物、金属盐催化剂和载体。
1. 沉淀过程和沉淀剂的选择
沉淀作用给予催化剂根本的催化剂属性，沉淀物实践 上是催化剂或载体的前驱物，对所制得的催化剂的活 性、寿命和强度有很大影响。
在沉淀过程中采用什么沉淀反响，选择什么样 的沉淀剂，是沉淀工艺首先要思索的问题。
同一催化剂可以从不同的原料开场制造，如镍， 可以制成Ni(OH)2沉淀或NiCO3沉淀；
13-上鞍座；14-平滚圈；15-下鞍座；16-托轮部件；17-出料箱
四、 沉淀法制备催化剂的案例分析 ——活性Al2O3的制
备
图 酸中和法消费γ- Al2O3的 流程表示图
图 碱中和法消费η- Al2O3的 流程表示图
表 中和沉淀温度对氧化铝性质的影响
中和温度/℃ 孔分布 0~50Å
50~200 Å 200~327 Å 比外表积 / m2·g–1 BET孔容 / ml·g–1 平均孔径 / Å
催化剂制备方法
催化剂常用制备方法详解课件
03 催化剂制备过程中的影响 因素
原料纯度
总结词
原料纯度是影响催化剂性能的重要因 素，高纯度的原料可以制备出高活性 的催化剂。
详细描述
原料中的杂质会降低催化剂的活性， 影响催化效果。因此，在制备过程中 应选择高纯度的原料，并严格控制原 料中的杂质含量。
反应温度
总结词
反应温度是影响催化剂活性的关键因素，合适的温度可以提高催化剂的活性。
催化剂常用制备方法 详解课件
目录
CONTENTS
• 引言 • 催化剂的常见制备方法 • 催化剂制备过程中的影响因素 • 催化剂性能的评价与表征 • 案例分析
01 引言
目的和背景
01
催化剂在化学反应中起着至关重 要的作用，能够降低反应活化能 ，加速反应进程。
02
催化剂制备方法的优化和控制对 于提高催化性能和实现工业化生 产具有重要意义。
一种通过加热分解的制备方法
详细描述
热解法是一种通过加热分解的制备方法，将有机物或无机物在高温下进行热解，得到所 需的催化剂组分。该方法具有操作简单、产物纯度高等优点，适用于制备碳材料、金属 氧化物等类型的催化剂。同时，热解法还可以与其他方法结合使用，如热解浸渍法、热
解共沉淀法等，进一步提高催化剂的制备效率和性能。
表征手段
采用X射线衍射、扫描电子显微镜、程序升温还原和化学 吸附等手段对催化剂进行表征，确定其晶体结构、形貌、 还原性能和活性组分含量等信息。
案例二：不同制备方法对催化剂性能的影响
对照实验设计
采用溶胶-凝胶法、沉淀法和微乳 液法制备同一种催化剂，比较其 性能差异。
性能测试
分别对不同方法制备的催化剂进 行反应活性、选择性、稳定性和 循环使用性能等测试。
第三章 催化剂的制备方法.ppt
沉淀的后处理
老化：沉淀反应后，沉淀物与溶液在一定条件下接触一段时间，
在此期间内发生的一切不可逆变化称为沉淀物的老化。
洗涤：目的是从催化剂中除去杂质，一般洗涤到无OH-,NO3-。 干燥（除去湿沉淀中的洗涤液）：通常在60-200℃的空
气中进行，会影响催化剂的物理结构（孔结构）和机械强度。
焙烧：是使催化剂具有活性的重要步骤，过程中既有物理变化
一般选用硝酸盐（大都溶于水） 可方便地由硝酸与相应的金属或金属氧化物、氢氧化物、碳 酸盐等反应制得。
贵金属选氯化物的浓盐酸溶液 金、铂、钯、铱等贵金属不溶于硝酸，但可溶于王水。溶于 王水的贵金属，经加热驱赶硝酸后可得相应金属氯化物，这 些氯化物的浓盐酸溶液，即为对应的氯金酸、氯铂酸、氯钯 酸等，可以获得相应的阳离子。
a% Vpc 100% 1Vpc
其中： a% 为活性组分含量， Vp 为载体的比孔容（mL/g）， c 为浸渍液浓度(g/mL)
2019/11/7
21
活性组分的分布与控制
为使活性组分均匀分布，浸渍液中活性组分含量要多于载 体内外表面能吸附的活性组分数量；分离出过多的浸渍液后， 不要立即干燥，静置一段时间，使吸附、脱附、扩散达到平衡， 使活性组分均匀分布在孔内的孔壁上。
载体（99.9%Al2O3） 成型
540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6% 120℃干燥
590℃活化焙烧分解
高温活化还原
负载型重整催化剂
Hale Waihona Puke 2019/11/733
多次浸渍实例
镍/氧化铝重整催化剂－－将甲烷或石脑油重整制合成气
Al2O3+铝酸钙水泥+石墨+水 成型
120oC干燥、1400oC焙烧,得载体 熔融浸渍硝酸镍10-20% 干燥、活化焙烧分解 熔融浸渍硝酸镍10-20% 干燥、活化焙烧分解
催化剂制备原理典型工业催化剂制备催化剂制备专利创新实例
11
2021/3/7
8
与并流法物性对比
support SA /m2·g-1 θ /ml·g-1
A
272
0.65
G
283
0.40
d /nm
6.23 5.16
pore size distribution/ %
< 4 nm 4 ~ 10 nm > 10 nm
8.9
79.3
12.0
4.2
68.7
7.1
易成型、孔径大、中孔含量高
2021/3/7
9
例4. ZSM-5分子筛的新合成工艺
ZSM-5，美Mobile公司专利，1972，有机法
2021/3/7
10
无机法
1. 降低成本 2. 避免有机胺污染环境 3. 受混合物胶体粘稠度限制，单釜产率低 4. 创新思路：提高原料水玻璃温度，降低胶
体粘稠度，减少水量，提高单釜收率
2021/3/7
2021/3/7
5
湿混法制备流程
2021/3/7
6
相关反应
1. V2O5 + 2KOH = 2KVO3 + H2O 2. V2O5 + 6KOH = 2K3VO4 + 3H2O 3. Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 (s) 4. 2KVO3 + H2SO4 = V2O5(s) + K2SO4 + H2O 5. 2K3VO4 + 3H2SO4 = V2O5(s) + 3K2SO4 + 3H2O 6. 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
2021/3/7
7
《催化剂制备方法》课件
超细粒度催化剂
超细粒子在纳米尺度时的表面效应 反应中的扩散行为 催化剂活性增强
溶胶凝胶法
多组分在胶体中分布均匀 可同步形成共沉淀物
膜催化剂
提高转化率 简化分离工序
设备简单，操作方便，产品化学组成稳定 （球磨机、拌粉机） 分散性和均匀性较低
湿混法
固体磷酸催化剂（促进烯烃聚合、异构 化、水合、烯烃烷基化、醇类脱水）
100份 硅藻土
300份 正磷酸 磷酸负载于
硅藻土
混合
石磨 30份
烘 干
成型、焙烧
固体 磷酸
干混法
锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气 净化，脱除其中含有的有机硫化物）
催化剂制备方法
催化作用
改变化学反应的速度，控制反应方向和 产物构成
反应物
催化剂
催化剂－反应物
产物
催化剂的特性
加快化学反应的速度，但不进入化学反 应计量
催化剂对反应有选择性 只能加速热力学上可能的反应 不改变化学平衡的位置
催化剂的分类
多相反应固体催化剂（石化工业应用最多）
催化剂的成型——挤条工艺
粉末细，粘结剂量多，易挤条成型 但粘结剂量多，干燥后收缩，形状难保
持
催化剂的成型——喷雾工艺
用雾化器将溶液分散为雾状液滴，在热 风中干燥而获得微球型催化剂
流化床催化剂大多用该法
浆液罐
热风
旋风 分离
雾化 器
细粉
粗粉
催化剂的成型——喷雾工艺
颗粒直径、粒度分布好调(选不同雾化器) 干燥后不需粉碎，缩短了流程
Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油
均相反应配合物催化剂（精细化学品、聚合）
茂金属络合物生产聚乙烯
超细粒子在纳米尺度时的表面效应 反应中的扩散行为 催化剂活性增强
溶胶凝胶法
多组分在胶体中分布均匀 可同步形成共沉淀物
膜催化剂
提高转化率 简化分离工序
设备简单，操作方便，产品化学组成稳定 （球磨机、拌粉机） 分散性和均匀性较低
湿混法
固体磷酸催化剂（促进烯烃聚合、异构 化、水合、烯烃烷基化、醇类脱水）
100份 硅藻土
300份 正磷酸 磷酸负载于
硅藻土
混合
石磨 30份
烘 干
成型、焙烧
固体 磷酸
干混法
锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气 净化，脱除其中含有的有机硫化物）
催化剂制备方法
催化作用
改变化学反应的速度，控制反应方向和 产物构成
反应物
催化剂
催化剂－反应物
产物
催化剂的特性
加快化学反应的速度，但不进入化学反 应计量
催化剂对反应有选择性 只能加速热力学上可能的反应 不改变化学平衡的位置
催化剂的分类
多相反应固体催化剂（石化工业应用最多）
催化剂的成型——挤条工艺
粉末细，粘结剂量多，易挤条成型 但粘结剂量多，干燥后收缩，形状难保
持
催化剂的成型——喷雾工艺
用雾化器将溶液分散为雾状液滴，在热 风中干燥而获得微球型催化剂
流化床催化剂大多用该法
浆液罐
热风
旋风 分离
雾化 器
细粉
粗粉
催化剂的成型——喷雾工艺
颗粒直径、粒度分布好调(选不同雾化器) 干燥后不需粉碎，缩短了流程
Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油
均相反应配合物催化剂（精细化学品、聚合）
茂金属络合物生产聚乙烯
催化剂的制备方法P71 72页PPT文档
一、沉淀法
沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀 剂，以便生成水合氧化物，碳酸盐的结晶或凝胶。将生成 的沉淀物分离，洗涤，干燥后，即得催化剂。
金属盐溶液
NaOH(Na2CO3)
沉淀
洗涤
活
干燥 焙烧 研磨 成型
化
docin/sundae_meng
催化剂
（一）沉淀法的控制因素
1.沉淀剂的选择
催化化学概述
docin/sundae_meng
引言
一、催化化学在国民经济中占有十分重要的意义
工业制造的化学品的生产过程，有80%涉及催化（ 包括环保、农用化学品、化肥、燃料、手性化学品、医 用化学品、三大合成材料、精细化学品等）。并且，每 种新催化剂和催化工艺的研制成功，都会引起包括化工 、石油加工等重大工业在内的生产工艺上的改革，生产 成本大幅降低，并为改变人类生活提供一系列新产品和 新材料。
一、催化剂的组成
工业催化剂通常是由多种物质组成的，但一般有三种 组分，即活性部分、载体、助催化剂。
1.活性组分 对某反应具有催化活性，为主要成分，也称主催化剂
（合成NH3中的Fe）。 2.载体（Al2O3 ） 是活性组分的分散剂、粘合剂和支撑体，是负载活性
组分的骨架，其主要作用是提供孔结构和高表面积， 同时增大催化剂的强度；还可以改善催化剂的热传导 性能，以满足反应过程的传热要求；减少活性组分的 用量，特别是贵金属的用量；有时可提供附加活性。
先制成氧化铝的水合物，再将其转化为Al2O3。 水合氧化铝一般有四种： -Al2O33H2O：水氧铝；-Al2O3H2O：水软钼石 -Al2O33H2O：拜尔石；-Al2O3H2O：水硬铝石 常见氧化铝按晶形分成8种，可归为两类： 1）低温氧化铝（低于873K煅烧而得）：包括、、x、和型， 统称为族。 2）高温氧化铝（在11731273K下煅烧而得）：包括、、 三种类型，统称为族。-Al2O3为最稳定态，使高温煅烧而得 的惰性Al2O3，是一种比表面较小的载体。又称刚玉。
催化剂制备方法课件
沉淀时沉淀剂的选择
• 易分解挥发除去（氨气，氨水，铵盐，碳 酸盐等） • 形成的沉淀物便于过滤和洗涤（最好是晶 型沉淀，杂质少，易过滤洗涤） • 沉淀剂的溶解度要大（这样被沉淀物吸附 的量就少） • 沉淀物的溶解度应很小 • 沉淀剂无污染
沉淀形成影响因素
• 浓度
– 溶液浓度过饱和时，晶体析出，但太大晶核增多，晶 粒会变小）
增加选择性，阻止晶粒增 大，稳定某些氧化态。
3. 载体的选择
载体共性较多，范围相对较小
化学方面：
与活性组分相互作用
物理方面：
机械强度，导热性
载体宏观结构
重要的催化剂载体
载体 g-Al2O3 a-Al2O3 比表面积 (m2 . g-1) 160~250 5~10 催化多种反应 乙炔选择加氢，选择氧化 用途
g — Al2O3 和h— Al2O3
1、酸法沉淀工艺
配制硫酸铝溶液： 硫酸铝粉碎
60 ～70 ℃
水
密度 1.2 ～ 1.23 Al2(SO4)3
同时配 20%（wt） Na2CO3
Al2(SO4)3 Na2CO3
预 热
并流混合
沉 淀
pH=5～6 不断搅拌
过 滤
洗 涤
50～60 ℃ 蒸馏水, SO42- 不显 为止
催化作用
• 改变化学反应的速度，控制反应方向和产 物构成
反应物
催化剂
催化剂－反应物
产物
催化剂的特性
• 加快化学反应的速度，但不进入化学反应 计量 • 催化剂对反应有选择性 • 只能加速热力学上可能的反应 • 不改变化学平衡的位置
催化剂的分类
• 多相反应固体催化剂（石化工业应用最多）
– Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油
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典型工业催化剂制备实例 催化剂制备专利创新实例
郭新闻 刘民
催化剂制备操作一般步骤
1. 选择原料及原料溶液的配制：纯度、毒物含量、副产物 的分离或去除
2. 通过诸如共沉淀、浸渍、离子交换、化学交联中的一种 或几种方法，将原料转变为微粒大小、孔结构、相结构、 化学组成合乎要求的基本材料
3. 去除杂质，转变为宏观结构、微观结构及表面化学状态 符合要求的成品
化学过程：沉淀、胶凝、复分解、表面官能团交联
流体动力学过程：液体混合、悬浮液分离、扩散、沉降
热过程：加热、冷却、蒸发、结晶、吸附、干燥 ……
2020/12/1
2
例1. 工业合成氨铁系催化剂制备
1. 沉淀法 2. 浸渍法 3. 热熔融法
1. 活性 2. 耐热、抗毒稳定性 3. 机械强度 4. 生产费用
2020/12/1
10
例4. ZSM-5分子筛的新合成工艺
ZSM-5，美Mobile公司专利，1972，有机法
2020/12/1
11
无机法
1. 降低成本 2. 避免有机胺污染环境 3. 受混合物胶体粘稠度限制，单釜产率低 4. 创新思路：提高原料水玻璃温度，降低胶
体粘稠度，减少水量，提高单釜收率
2020/12/1
8
例3. 一种载体氧化铝的制备方法
pH值摆动法
1. 成胶釜中加入底水并加热到30 ~ 90 ℃，先加入铝盐溶 液或酸，调节pH = 2-3，搅拌5 – 30 min
2. 加入碱或碱金属铝酸盐溶液，在不断搅拌下使pH = 7.510.5，搅拌5-30 min
3. 重复1-2步骤1-7次，充分反应10-120 min后过滤 4. 稀氨水洗涤滤饼，100-140 ℃干燥，得氢氧化铝干胶 5. 破碎、挤条、450-600 ℃焙烧，得γ-Al2O3
1. V2O5 + 2KOH = 2KVO3 + H2O 2. V2O5 + 6KOH = 2K3VO4 + 3H2O 3. Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 (s) 4. 2KVO3 + H2SO4 = V2O5(s) + K2SO4 + H2O 5. 2K3VO4 + 3H2SO4 = V2O5(s) + 3K2SO4 + 3H2O 6. 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
2020/12/1
9
与并流法物性对比
support
SA
/m2·g-
1
θ /ml·g-1
A
272
0.65
G
283
0.40
d /nm
6.23 5.16
pore size distribution/ %
< 4 nm 4 ~ 10 nm > 10 nm
8.9
79.3
12.0
4.2
68.7
7.1
易成型、孔径大、中孔含量高
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主要组成
1. 主催化剂：五氧化二钒 2. 助催化剂：碱金属硫酸盐 3. 载体：硅化物 4. 制备方法：浸渍法，混合法
400 ~ 600 ℃，反应在V2O5-K2SO4熔融层中进行 混合-焙烧，500 ~ 550 ℃2020/12/1来自6湿混法制备流程
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相关反应
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郭新闻 刘民
催化剂制备操作一般步骤
1. 选择原料及原料溶液的配制：纯度、毒物含量、副产物 的分离或去除
2. 通过诸如共沉淀、浸渍、离子交换、化学交联中的一种 或几种方法，将原料转变为微粒大小、孔结构、相结构、 化学组成合乎要求的基本材料
3. 去除杂质，转变为宏观结构、微观结构及表面化学状态 符合要求的成品
化学过程：沉淀、胶凝、复分解、表面官能团交联
流体动力学过程：液体混合、悬浮液分离、扩散、沉降
热过程：加热、冷却、蒸发、结晶、吸附、干燥 ……
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例1. 工业合成氨铁系催化剂制备
1. 沉淀法 2. 浸渍法 3. 热熔融法
1. 活性 2. 耐热、抗毒稳定性 3. 机械强度 4. 生产费用
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例4. ZSM-5分子筛的新合成工艺
ZSM-5，美Mobile公司专利，1972，有机法
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无机法
1. 降低成本 2. 避免有机胺污染环境 3. 受混合物胶体粘稠度限制，单釜产率低 4. 创新思路：提高原料水玻璃温度，降低胶
体粘稠度，减少水量，提高单釜收率
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例3. 一种载体氧化铝的制备方法
pH值摆动法
1. 成胶釜中加入底水并加热到30 ~ 90 ℃，先加入铝盐溶 液或酸，调节pH = 2-3，搅拌5 – 30 min
2. 加入碱或碱金属铝酸盐溶液，在不断搅拌下使pH = 7.510.5，搅拌5-30 min
3. 重复1-2步骤1-7次，充分反应10-120 min后过滤 4. 稀氨水洗涤滤饼，100-140 ℃干燥，得氢氧化铝干胶 5. 破碎、挤条、450-600 ℃焙烧，得γ-Al2O3
1. V2O5 + 2KOH = 2KVO3 + H2O 2. V2O5 + 6KOH = 2K3VO4 + 3H2O 3. Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 (s) 4. 2KVO3 + H2SO4 = V2O5(s) + K2SO4 + H2O 5. 2K3VO4 + 3H2SO4 = V2O5(s) + 3K2SO4 + 3H2O 6. 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
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与并流法物性对比
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0.65
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0.40
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6.23 5.16
pore size distribution/ %
< 4 nm 4 ~ 10 nm > 10 nm
8.9
79.3
12.0
4.2
68.7
7.1
易成型、孔径大、中孔含量高
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主要组成
1. 主催化剂：五氧化二钒 2. 助催化剂：碱金属硫酸盐 3. 载体：硅化物 4. 制备方法：浸渍法，混合法
400 ~ 600 ℃，反应在V2O5-K2SO4熔融层中进行 混合-焙烧，500 ~ 550 ℃2020/12/1来自6湿混法制备流程
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相关反应
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