项目四 骨架镍催化剂生产
雷尼镍催化剂的制法
骨架镍催化剂的制法
骨架镍催化剂(Raney nickel，拉尼镍)是利用粉碎了的镍一硅合金或镍一铝合金与苛性钠水溶液反应而制得。用这种方法制得的催化剂具有晶体骨架结构，其内外表面吸附有大量氢气，具有很高的催化活性。在放置过程中，催化剂会慢慢失去氢，在空气中活性下降得特别快。因此只有在密闭良好的容器中，将骨架镍催化剂放在醇或其它惰性溶剂的液面以下，隔绝空气才会保持其活性。
拉尼镍是一种应用范围广泛的催化剂，差不多对所有能进行氢化和氢解的官能团都起作用。对烯烃或芳环的氢化相当有效，能顺利地氢解碳--硫键(脱硫作用)；但对酰胺、酯的氢解效果不佳。它的主要特点是在中性或碱性溶液中，能发挥很好的催化作用，尤其是在碱性条件下，催化作用更好。因此在氢化时常加入少量的碱性物质，例如三乙胺、氢氧化钠和氢氧化锂等，均能明显提高活性(硝基化合物除外)。如还原羰基化合物时，加入少量的碱，吸氢速度可以增加3～4倍。与其它贵金属催化剂例如氧化铂、钯／炭等相比，其氢化温度和压力较高，但价格要便宜的多。而且来源方便，制备简便。
卤素(尤其是碘)，含磷、硫、砷或铋的化合物及含硅、锗、锡或铅的有机金属化合物在不同程度上可使拉尼镍中毒。在压力下，有水蒸气存在时，拉尼镍会很快失活，使用时应予注意。
拉尼镍活性降低的主要原因是①失去氢；②催化剂表面层组成改变，⑧由于生成结晶而使催化剂表面积减少，④中毒。
镍一硅合金由于较硬，粉碎和溶解都较难，所以使用不普遍。通常，镍一铝合金是制备各种类型拉尼镍的基本原料。含镍一般在30～50％之间，其余为铝。使用上述组成的镍一铝合金，均能制得具有一定活性的拉尼镍，可根据需要加以选择。最常用的镍—铝合金是镍铝各占50﹪的微细颗粒体。其制备过程如下。在氧化铝或石棉坩埚内，按比例先把纯铝放入坩埚，在电炉上熔融。待温度达到 1000℃左右时，加入纯镍粉。这时由于有熔化热产生，使温度升到 1200～1300℃。用石墨棒不断搅动，保温 20～30分钟。然后倒入大容器中，缓缓冷却以保证合金具有规则的晶格结构。若冷的太快、
催化剂的作用与分类,如何制造催化剂
催化剂的作用与分类| 如何制造催化剂
什么是催化剂？
催化剂一般是指一种在不改变反应总标准吉布斯自由能变化的情况下提高反应速率的物质。也可以表述为在化学反应里能提高化学反应速率而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。
催化剂的作用：
催化剂的作用就是改变反应途径、降低或增加反应的活化能，能够加快或减慢化学反应的速度。
催化剂分类：
催化剂种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂，均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米催化剂等;按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂;按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。
1.均相催化
催化剂和反应物同处于一相，没有相界存在而进行的反应，称为均相催化作用，能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可赛思固体酸和碱性催化剂、可溶性过渡金属化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以分子或离子独立起作用，活性中心均一，具有高活性和高选择性。
2.多相催化
多相催化剂又称非均相催化剂，用于不同相（Phase）的反应中，即和它们催化的反应物处于不同的状态。例如：在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催化剂的表面，反应物内的键因断裂而导致新键的产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物脱离反应位等过程。现已知许多催化剂表面发生吸附、反应的不同的结构。
雷尼镍催化剂产品生产工艺
雷尼镍催化剂产品生产工艺及技术发展
第一节质量指标情况
物理化学特性：
雷尼镍催化剂活化前为银灰色无定型粉末(镍铝合金粉)，具有中等程度的可燃性，有水存在的情况下部分活化并产生氢气易结块，长久暴露于空气中易风化。镍铝合金粉活化后为灰黑色颗粒，附有活泼氢，极不稳定，在空气中氧化燃烧，须浸在水或乙醇中保存。它最早由美国工程师莫里·雷尼在植物油的氢化过程中，作为催化剂而使用。其制备过程是把镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在这一过程中，大部分的铝会和氢氧化钠反应而溶解掉，留下了很多大小不一的微孔。这样雷尼镍表面上是细小的灰色粉末，但从微观角度上，粉末中的每个微小颗粒都是一个立体多孔结构，这种多孔结构使得它的表面积大大增加，极大的表面积带来的是很高的催化活性，这就使得雷尼镍作为一种异相催化剂被广泛用于有机合成和工业生产的氢化反应中。由于“雷尼”是格雷斯化学品公司的注册商标，所以严格地说，仅有这个公司的戴维森化学部门生产的产品才能称作“雷尼镍”，国内除雷尼镍外，还可以称为骨架镍、海绵镍催化剂。而“骨架金属催化剂”或者“海绵金属催化剂”被用于称呼具有微孔结构，而物理和化学性质类似于雷尼镍的催化剂，如雷尼铜、雷尼钴、雷尼铁。
用途：
本产品主要应用于基本有机化工的催化加氢反应中。可用于有机物碳碳键的加氢，碳氮键的加氢，亚硝基化合物与硝基化合物的加氢；偶氮与氧化偶氮化合物、亚胺、胺与连氮二苄的加氢，还可以用于脱氢反应等。最典型的应用是葡萄糖加氢、脂肪腈类的加氢。在医药、染料、油脂、香料、合成纤维等领域有广泛的应用。
精细化工用加氢催化剂技术介绍
技术介绍
摘要：随着我国科学技术发展水平的提升，越来越多的技术开始涌现在人们的面前。在精细化工中，催化加氢技术的应用效果极为显著，被广泛地应用到我国的化工行业中，其主要使用的是负载型催化剂。该类型的催化剂活性比较高，会对一些金属负载量产生不同程度的影响，因此，催化剂在实际的使用中通常会受到各类外力条件的限制和约束。主要就精细化工中催化加氢技术进行较为详尽的论述，探究其技术的应用要点，使该技术可以在精细化工中展现出其自身最大的效用。
加氢催化剂
在还原反应中，加氢催化剂是其重要的组成部分，现阶段，我国所开展的研究工作中主要使用的是Pd/Pct/ 骨架镍这类催化剂。
镍系催化剂
镍系催化剂主要分为两种，其分别是硅藻土以及二氧化硅。其相关的化工人员选用沉淀的方式，把硝酸镍进行沉淀的处理，将其放置到载体上面，在实际的使用过程中，要对其进行利用氢催化的形式，确保其催化剂在400℃左右，且其上下浮动不超过50℃时，不会产生不良的自烧等反应。骨架镍是一种会经过强碱腐蚀处理的物质，其会以一个多孔海绵的状态呈现，所以在实际的制备过程中，其应当在钛中添加一些较为稳量的元素，这样会改良其各类合金的性能，在实际的催化剂应用过程中，无论是酸碱度还是腐蚀度都会在一定程度上影响到其催化剂的性能。镍系的催化剂具有极强的经济性，所以在实际的使用中比较便捷，同时其应用的空间也比较大。
钯系催化剂
钯系催化剂的制作方式比较简单，其先要进行氯化钯的溶解处理，让其物质更好地溶解到盐酸溶液当中，之后再添加一定量的活性炭，让钯可以充分的作用，在浸染之后，对活性炭进行干燥的处理，还原其氢气，控
镍催化剂的合成及其在催化加氢中的应用 共17页PPT资料
报告人：黄永升
二零一一年十一月八日
主要内容
镍催化剂分类 镍催化剂组成与制备 镍催化剂性质及优缺点 镍催化剂在加氢中的应用
镍催化剂
镍催化剂分类
镍纳米簇 负载型镍
骨架镍
兰尼镍
非晶态镍合金
镍催化剂组成与制备
负载镍组成：
活性组分： Ni
负
载
载体： Al2O3、SiO2、MgO 、ZrO2、CeO2等氧化物
制备中，固 溶体包括Al3Ni2、 Al3Ni和Al的混合 物，熔融温度在 700℃有利于Al3Ni 生成，在800℃熔 融则有利于Al3Ni2 生成，而镍质量 百分含量在30%到 50%为最适用镍铝 合金。
参考文献：荣泽明，《骤冷骨架Ni和纳米Pt_C催化芳环和硝基加氢的研究》，2019。
镍催化剂组成与制备
性能
精细化工领域中
得到广泛应用
存在高能耗、碱洗 废液无法利用而污 染环境、铝资源浪 费、使用中存在易 燃、操作条件严格
仅限于在悬浮床加 氢反应器中使用 , 催化剂与产物分离 困难, 生产成本高。
镍催化剂在加氢中的应用
1、不饱和化合物、芳香族化合物和杂环化合物的加氢： 其加氢条件取决于双键位置及其双键相连碳原子上取代基的活 性。
或加热真空干燥制成干性催化剂。
镍催化剂性质及优缺点
骨架镍催化剂的研究进展
骨架镍催化剂的研究进展
赵纯洁夏少武
(青岛化工学院应用化学系,山东青岛,266042)
摘要综述了骨架镍催化剂在合金的制备、修饰、组成、粉碎、浸取、浸取动力学及其活性本质和非对称修饰等方面的研究进展。
关键词骨架镍粉碎修饰浸取
中图分类号:TQ426.61文献标识码:B文章编号:1009-9859(2002)01-0043-05
早在1925年,M.Raney首先将Ni-Si合金粉末用NaOH浸溶制得油脂加氢骨架镍催化剂,以后又用Ni-Al合金代替Ni-Si合金,使得这一催化剂的开发取得重大突破。
由于制备方法对催化剂性能影响很大,这些年来不断改进制备方法(包括合金中加入其它金属),提出新的粉碎方法与浸取方法,同时还进行了浸取动力学的研究。
以前,由于骨架镍催化剂在空气中易自燃,使得对催化剂颗粒表面组成和结构的精细研究很困难。随着测试方法的发展,高真空仪器的出现,可以用XPS、AES、TEM和XRD等测试手段表征合金与骨架镍催化剂,从而加深了对催化剂活性与选择性本质的认识。作为手性催化剂,在非对称修饰方面的研究也取得了一定的进展。
1合金的制备
111二元合金的制备
骨架镍原始合金主要是Ni、Al两种金属在氧化铝或石墨坩埚内,加热到一定温度制得[1]。
实验给出Ni-Al合金,主要由金属化合物N i3Al、NiAl、Ni2Al3、NiAl3与低共熔物组成,这与制备合金的组成和温度有关。低共熔物与NiAl3的脱铝速率比较快,N i2Al3的脱铝速率比较慢,而N i3Al、NiAl中的Al不易脱出[2],故Ni3Al、NiAl 不易作为催化剂的原料,只有Ni2Al3、N iAl3和含有Al的低共熔物可用来制备催化剂。由单一金属化合物Ni2Al3或NiAl3制备的催化剂活性高低,因具体催化反应而异。Sane[3]制作了单一组成的合金,分别用来催化异戊二烯与苯的加氢反应,结果是异戊二烯用Ni2Al3,苯用NiAl3初期表现出较高的活性。
催化剂常用制备方法
浸渍法(impregnating) 沉淀法(depositing) 沥滤法(leaching) 热熔融法(melting) 电解法(electrolyzing) 离子交换法(ion exchanging) 其它方法
(一) 浸渍法
通常是将载体浸入可溶性而又易热分解 的盐溶液(如硝酸盐、醋酸盐或铵盐等)中 进行浸渍， 然后干燥和焙烧。 由于盐类的分解和还原，沉积在载体上 的就是催化剂的活性组分。
(五)电解法
用于甲醇氧化脱氢制甲醛的银催化剂通 常用电解法(electrolyzing)制备。 该法以纯银为阳极和阴极，硝酸银为电 解液．在一定电流密度下电解，银粒在 阴极析出，经洗涤、干燥和活化后即可 使用。
(六) 离子交换法
用某些具有离子交换特性的材料(如离子 交换树脂、沸石分子筛等)借助于离子交 换反应，将所需要离子交换上去，然后 再经过后处理即可制成所需的催化剂。 用酸洗交换的方式可以将Na型离子交换 树脂转变为固体表面酸性的催化剂，用 NH4+ 离子交换Na—M型沸石再焙烧脱氨 即可制得甲苯歧化反应所需的H—M型沸 石催化剂。
(四)热熔融法
合成氨催化剂是采用热熔融法(melting) 制成。将磁铁矿(Fe3O4) 与KNO3， A12O3等混合，在电炉中熔融．然后将 所得的熔融物进行破碎，过筛而制得所 需粒度的Fe催化剂。这种借助高温条件 将各种组分熔合为均匀分布的混合体、 氧化物固熔体或合金固熔体的方法就又 称为热熔融法。
Reppe生产工艺
Reppe生产工艺
Reppe法工艺包括传统法、改良法、Linde法、BASF/Du Pont法四种。
1.1 Reppe传统法
Reppe法是30年代由德国I.G法本公司(BASF公司的前身)Reppe等人开发成功，也称炔醛法、甲醛炔化法等。该法是1,4-丁二醇的经典生产工艺，应用该法生产的1,4-丁二醇曾经占世界总产量的85%以上。它主要以乙炔和甲醛为主要原料，分两步进行：第一步在以SiO2为载体的氧化铜催化剂条件下进行反应，为了抑制铜聚反应，需要加入少量的氧化钛作助催化剂的，由乙炔和甲醛（37wt％）反应先生成丁炔二醇，反应条件为：乙炔分压0.49MPa，反应温度90～100℃，甲醛转化率在95％左右；
第二步是丁炔二醇经催化加氢制得1,4-丁二醇，催化剂为载于含硅载体上15％Ni-5％-0.7Mn，反应条件是：压力29.4MPa，反应温度70～140℃，1,4-丁二醇的收率为95％。主要化学反应式如下：
该法催化剂与产品无需分离，操作费用低，由于一直缺乏经济的替代工艺，该工艺垄断1,4-丁二醇生产长达40年之久。但因操作压力高进行，特别是乙炔分压较高，只能采用滴流床（也有人称为涓流床）反应器在液相中连续反应，以避免因乙炔气体的不断积累而引起爆炸。同时反应器设计安全系数高达12～20倍，致使反应装置庞大，设备造价昂贵，投资高。另外，乙炔聚合会生成的聚乙炔，易导致催化剂失活，聚乙炔也会堵塞管道，从而缩短生产周期，降低生产能力。由于Reppe工艺的诸多缺点，国外许多大公司和学者对该工艺进行了大量改进，形成了许多改良工艺，改良后的Reppe法基本上采用常压工艺，主要改进大多集中在对催化剂的改进上，有的催化剂呈浆态，有的催化剂呈悬浮态等，主要代表工艺有BASF、Du Pont公司的悬浮床工艺和GAF的淤桨床工艺。
骨架镍催化剂的一种活化方法
骨架镍催化剂的一种活化方法
内蒙古工业大学李丰年
一、骨架镍催化剂简介
骨架镍又叫雷尼镍，原料是镍铝合金粉。
骨架镍表面上是细小的灰色粉末，但从微观角度上，粉末中的每个微小颗粒都是一个立体多孔结构，这种多孔结构使得它的表面积大大增加，极大的表面积带来的是很高的催化活性，这就使得雷尼镍作为一种异相催化剂被广泛用于有机合成和工业生产的氢化反应中，作为催化剂而使用。
二、制作骨架镍催化剂所需原料
1、镍铝合金粉：镍 47.5%（Wt/Wt）
铝 52.5%（Wt/Wt）
杂质S ≤5PPm
目数 80-120
2、片碱： NaOH ≥99.9%（Wt/Wt）
3、软水： CL-≤10PPm
总硬度≤0.03m mol/L
三、成品骨架镍催化剂指标（湿品）：
外观灰色或黑色颗粒
镍≥90%（Wt）
铝 4-6%（Wt）
PH值 8-9
活性≥5ml H2/g.min
比表面积≥100m2/g
四、所需设备
1、活化釜（搪瓷釜）： 1000L 1台
2、塑料桶： 25L 5个
五、活化原理：
反应方程式如下：
2Ni-Al+2NaOH+2H2O=2Ni+2NaAlO2+3H2
六、活化程序
1、往活化釜中加入550Kg软水，开搅拌，开夹套蒸汽阀，升温至50℃，关蒸汽
阀门。
2、向活化釜中缓慢投入60Kg镍铝合金粉。
3、取100Kg片碱，缓慢加入活化釜中，使釜液温度自然上升至85℃左右，并维
持处于沸腾状态。
4、加完片碱后，在80-90℃，保温1-1.5小时。
5、保温结束后，停止搅拌，静置10分钟左右，用自吸泵排出大部分上层清液，
再加入600Kg软水，升温至80-90℃，开搅拌洗涤，搅拌10分钟左右，再静置10分钟左右，用自吸泵排出上部清液，直至洗涤液PH值达到8-9，方可放出催化剂，用软水保存在塑料桶中。
骨架镍催化剂的研究进展_赵纯洁
骨架镍催化剂的研究进展
赵纯洁 夏少武
(青岛化工学院应用化学系,山东青岛,266042)
摘 要 综述了骨架镍催化剂在合金的制备、修饰、组成、粉碎、浸取、浸取动力学及其活性本质和非对称修饰等方面的研究进展。
关键词 骨架镍 粉碎 修饰 浸取
中图分类号:TQ426.61 文献标识码:B 文章编号:1009-9859(2002)01-0043-05
早在1925年,M.Raney首先将Ni-Si合金粉末用NaOH浸溶制得油脂加氢骨架镍催化剂,以后又用Ni-Al合金代替Ni-Si合金,使得这一催化剂的开发取得重大突破。
由于制备方法对催化剂性能影响很大,这些年来不断改进制备方法(包括合金中加入其它金属),提出新的粉碎方法与浸取方法,同时还进行了浸取动力学的研究。
以前,由于骨架镍催化剂在空气中易自燃,使得对催化剂颗粒表面组成和结构的精细研究很困难。随着测试方法的发展,高真空仪器的出现,可以用XPS、AES、TEM和XRD等测试手段表征合金与骨架镍催化剂,从而加深了对催化剂活性与选择性本质的认识。作为手性催化剂,在非对称修饰方面的研究也取得了一定的进展。
1 合金的制备
1.1 二元合金的制备
骨架镍原始合金主要是Ni、Al两种金属在氧化铝或石墨坩埚内,加热到一定温度制得[1]。
实验给出Ni-Al合金,主要由金属化合物Ni3Al、NiAl、Ni2Al3、NiAl3与低共熔物组成,这与制备合金的组成和温度有关。低共熔物与NiAl3的脱铝速率比较快,Ni2Al3的脱铝速率比较慢,而Ni3Al、NiAl中的Al不易脱出[2],故Ni3Al、NiAl 不易作为催化剂的原料,只有Ni2Al3、NiAl3和含有Al的低共熔物可用来制备催化剂。由单一金属化合物Ni2Al3或NiAl3制备的催化剂活性高低,因具体催化反应而异。Sane[3]制作了单一组成的合金,分别用来催化异戊二烯与苯的加氢反应,结果是异戊二烯用Ni2Al3,苯用NiAl3初期表现出较高的活性。
催化剂的制备方法
• • •
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• 超临界技术 • 超临界：物质处于临界温度和临界压力之上的状态。超临界态 兼有固体和液体的性质。用于干燥、萃取、气凝胶制备。 • 催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，现在几乎有半 数以上的化工产品，在生产过程里都采用催化剂。例如，合成氨生产 采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制 橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。所以催化剂还 有很大的发展空间，将给我们的生活带来更多的惊喜。 • 微乳液法 • 微乳液技术是一种全新的技术，它是由Hoar和Schulman于1943 年发现的，并于1959年将油-水-表面活性剂-助表面活性剂形成的均 相体系正式定名为微乳液（microemulsion）根据表面活性剂性质和 微乳液组成的不同，微乳液可呈现为水包油和油包水两种类型。 • 特点：微乳液是热力学稳定体系；尺寸在10-100nm之间；透明或 半透明
•
• 于是氢氧化铝沉淀可在整个体系中均匀地形成。 • ③超均匀沉淀法,以缓冲剂将两种反应物暂时隔开， 然后迅速混合，在瞬间内使整个体系在各处同时形成一个 均匀的过饱和溶液，可使沉淀颗粒大小一致，组分分布均 匀。苯选择加氢的镍／氧化硅催化剂的制法是：在沉淀槽 中，底部装入硅酸钠溶液，中层隔以硝酸钠缓冲剂，上层 放置酸化硝酸镍，然后骤然搅拌，静置一段时间，便析出 超均匀的沉淀物。 • ④浸渍沉淀法,在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法， 即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体，待浸渍操作完成后加 热升温，使待沉淀组分沉积在载体表面上。
骨架镍催化剂的研究进展
铁 ［ ，Ｃ ） （ｅ ＝１ １合金 ， 拌均 匀 ， ｒ（ ｒ ： Ｆ ） ：］ ｘ 搅 温度 很 快 地 升 至 白热 ． 却后 ， 玲 固体 合 金 很 容 易移 出坩
埚， 并对其 进行粉碎 。 表 １给 出经 Ｃ 修饰 的骨 架镍 与未 修 饰 的骨 Ｉ
１ 合金的制备
１ １ 二 元合金 的制备 ．
骨 架镍 原始 合金 主要是 Ｎ 、 ｌ 种 金属 在 氧 ｉＡ 两
这种合 金 的制 备 ， 常 是 在 石 墨坩 埚 中加 入 通
计 算量 的铝 ， 热 到熔 融态 时 ， 比例加 入镍 和铬 加 按
化铝或 石墨坩 埚 内 ， 热到 一定温度 制得 。 加 实验 给 出 Ｎｉ １ 金 ， 要 由 金 属 化合 物 —Ａ 合 主 Ｎ ＩＮｉ 、 ２ ３Ｎｉ ３与低 共熔 物组 成 ， 与 Ａ 、 ＡＩＮｉ 、 ＡＩ ＡＩ 这 制 备合金 的组 成 和 温度 有 关 。低 共 熔 物 与 Ｎｉ Ａｈ 的脱 铝速 率 比较快 ， １ Ｎｉ 的脱 铝速 率 比较 慢 ， Ａ 而 Ｎ ＩＮＡｌ 的 Ａ 不 易 脱 出 ， Ｎ ｌＮｉ Ａ 、 ｉ 中 １ 故 Ａ 、 Ａ１ 不易作 为催 化 剂 的原 料 ， 有 Ｎ２ ｓＮｉ 和 含 只 ｉ 、 ＡＩ Ａｌ
摘
要
综违 了 骨 架 罐 催 化 荆在 合 盆 的 制 备 、 饰 、 成 碎 、 取 、 取 动力 学 及萁 话 性车 质 和 非 对 称 修饰 等 修 组 粉 浸 提
常见催化剂生产方法
化工催化剂的常见的制备方法主要有：浸渍法、共沉淀法、沥滤法、热溶解法、电解法和离子交换法。
01
浸渍法：浸渍法是制备固体催化剂的常用方法之一。
01
方法
浸渍法是将载体放进含有活性物质的液体或气体中浸渍，活性物质逐渐吸附于多孔载体的表面，并渗透到载体的内表面，当浸渍平衡后，将剩余的液体或气体除去，再进行干燥，焙烧、活化等即可制得催化剂。浸渍法制备的催化剂的活性组分均匀地分布在载体的细孔中，具有均匀的、较高的活性组分。
02
原理
固体孔隙与液体接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，使液体渗透到毛细管内部；
活性组分在孔内扩散及在载体表面吸附。
03
应用
浸渍法适用于制备稀有贵金属催化剂，活性组分含量较低的催化剂，以及需要高机械强度的催化剂。
04
优点
载体形状尺寸已确定，载体具有合适的比表面积、孔径、强度和导热率；
活性组分利用率高，成本低；
生产方法简单，生产能力高。
05
缺点
焙烧产生污染气体；
干燥过程会导致活性组分迁移。
06
分类
等体积浸渍法；
过量浸渍法；
多次浸渍法；
沉淀浸渍法；
蒸汽浸渍法；
加压浸渍法；
超声浸渍法。
02
沉淀法：沉淀法在催化剂制备中也比较常见。
01
方法
在金属盐溶液中加入沉淀剂，生成难溶金属盐或金属水合氧化物，从溶液中沉淀出来，再经过老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或催化剂载体。
沉淀的形成包括晶核的生成和晶核的长大。
02
晶核的形成
均相成核：当溶液过饱和状态时，构晶离子由于静电作用，通过缔合而自发形成晶核的作用。
异相成核：溶液中的微粒等外来杂质作为晶种诱导沉淀形成的作用。
熔融法-骨架金属催化剂(Skeletal-Metal-Catalysts)的制备
经碱处理后的骨架催化剂上的活性金属组分非常活泼，例如其中的镍原子活泼到可 在空气中自燃的程度；这是因为催化剂表面上吸附有氢，所以应采取措施将其除掉， 用水煮或放在醋酸中浸泡可达此目的．这种处理称钝化。钝化后的催化剂仍然很活 泼，不能放在空气中，而应放在略偏碱的水中（pH=9-11）或酒精、异丙醇等溶剂中。
骨架催化剂
骨架镍催化剂制备步骤：
实例：骨架镍的制备
活化步骤
Raney-Ni的催化活性取决于不同组成的镍-铝合金及不同的加合金的方法，所 用碱的浓度，溶化时间，反应温度及洗涤条件等。总之，采用不同的制备条 件，可以得到不同活性的、且有着不同用途的Raney-Ni (Raney-Ni通常用符 号W表示，数字1~7表示不同的标号).各种型号的Raney-Ni中，W-2活性适中， 制法也较为简便，能满足一般需要，使用较广泛。 W-4~W-7 均属高活性 Raney-Ni，特别是W-6，适用于低温(100℃以下)、低压(5.88MPa以下)下的 氢化，具有相当高的催化氢化活性。T-1和拉尼-深原镍是近年来制备的高活性 Raney-Ni，其制法简单，催化活性也相当高，是一类性能优良的镍催化剂。
骨架催化剂
骨架催化剂：
1925年，M.Raney 熔炼Ni-Si合金，再用NaOH溶液溶出 Si组份，制备出多孔、海绵状骨架镍催化剂，具有很高的加 氢活性。 1927年，通过Ni-Al合金制得骨架镍催化剂。 骨架镍：Raney Ni，雷尼镍 Raney Co, Raney Cu, Raney Fe, Ag, Cr, Mn 特点：低温活性高，无污染 应用：食品（油脂加氢）、医药等精细化工过程 制备方法：2个阶段 （1）合金制备－高温熔炼法 （2）铝的浸出－沥滤法或浸取法
骨架镍催化剂的制取方法
骨架镍催化剂的制取方法
骨架镍催化剂是一种具有良好的活性、稳定性和复原性的重要催化剂，因其在芳香衍生物和多组分杂质反应中具有独特的结构优势，在有机合成中应用越来越普遍。然而，骨架镍催化剂的制备工艺相对复杂，难以实现大规模生产。本文介绍了骨架镍催化剂的制取方法。
骨架镍催化剂的制取方法主要分为两种，包括溶液合成法和湿法反应法。溶液合成法是指采用温度调节的溶液系统，在适当的温度和pH值下将镍配位基的有机衍生物与具有反应性的团簇组件缩合，从而可以合成出骨架镍催化剂。湿法反应法通常会使用溶剂抽滤技术，在适当的温度和pH值下进行反应，以聚合物质作为骨架模板，在模板上镀贴镍金属，从而得到骨架镍催化剂。
此外，如果控制反应的温度和pH值得当，可以使用水解法进行研究，这是一种较新的骨架镍催化剂制备方法。在水解反应中，将酸化物与官能团混合，经过加温、酸化反应，骨架材料将会有改变从而形成所需的骨架镍催化剂。
以上是骨架镍催化剂的制取方法，可以根据不同的应用要求，选择更适合的方法制备骨架镍催化剂。然而，目前尚难以将其大规模生产，因此仍需更多的研究来解决该问题。
工业催化剂的制备
wenku.baidu.com硝酸银 NaOH
沉淀
H2O2
Al2O3
还原 洗涤过滤 成型 Ag-Cat
沉淀法催化剂制备实例
活性氧化铝
沉淀法催化剂制备实例
NaY分子筛
§2-2 浸渍法
浸渍原理 将载体放进含有活性物质（或连同
助催化剂）的液体（或气体）中浸渍， 当浸渍平衡后，将剩余的液体除去，再 进行干燥、焙烧、活化等处理得到催化 剂。
活性组份在载体上不同的分布形态。 以球形催化剂为例，有均匀型、蛋壳型、
蛋黄型和蛋白型等四种。
均匀型
蛋壳型
蛋黄型
蛋白型
浸渍法催化剂制备实例
镍系蒸气转化催化剂
二次浸渍法生产流程
浸渍法催化剂制备实例
Pd/C催化剂(加氢反应） 1.活性炭处理：用10％HNO3煮2～3小时 蒸馏水洗净，100～110℃烘干 2.PdCl2用HCl溶解，配制氯钯酸溶液 3.浸渍：将氯钯酸溶液倒入活性炭的水溶 液中。 4.沉淀：用30％NaOH进行沉淀。 5.还原(活化）：使用前用水合肼浸泡还原。
原料
沉淀剂
混合
沉淀
陈化
过滤洗涤
干燥 成型 活化
催化剂成品
沉淀法适用范围
制备高含量的非贵金属、金属氧化 物、金属盐催化剂或催化剂载体
天上牛郎织女来相会，地下多情 人儿共 祈爱情 永恒不 渝。 天上繁星多又多，
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(1) 热熔融法原理 原理：以热熔融作为催化剂制备的主要操作步骤。
少数催化剂，需要借助高温条件，将各个催化剂组
分熔炼成均匀分布的混合物，甚至氧化物固溶体或
合金固溶体，才能均匀混合，再配合必要的后续加
工手段，制得性能优异的催化剂。 优点：催化剂中各个组分分散均匀，催化剂的强 度、活性、热稳定性与寿命均较高。 缺点：需要高温熔炼、能耗高、工艺复杂。
注意事项
所有的骨架金属催化剂，化学性质活泼，易 与氧或水等反应而氧化，因此在制备、洗涤或在 空气中贮存时，要注意防止其氧化失活。一旦失
活，在使用前应重新还原。
(2) 热熔融法实例 ①合成氨工业使用的熔铁催化剂 原料：在粉碎的电解铁中加入 Al2O3等助剂，混合 组 成 为 ： 66%Fe2O3 、 31%FeO 、 1%K2O 、 1.8%Al2O3。 再注入 20%KNO3 溶液，吹氧烧熔，同时逐步加入 少量混合原料，反复进行，得催化剂成品。
方法：在 900 ～ 950℃ຫໍສະໝຸດ Baidu将原料置于 H2 或 N2 中烧结，
晶格结构的合金，再将合金粉碎成200目以下的粉末。
(2) 骨架镍催化剂——M.Raney提出
① 发展
1925年 1927年
熔炼Ni-Si合金，首次得到骨架镍
催化剂
改用Ni-Al合金，活性更高 银、铬、锰等
不规则 规则形状
后期主要发展——品种更多：铁、铜、钴、
添加多种金属助剂
② 应用 目前工业上雷尼镍应用最广，主要用于食品 （油脂硬化）和医药等精细化学品中间体的加 氢。 ③ 特点 由于其形成多孔海绵状纯金属镍，故活性 高、稳定、且不污染其加工制品，特别重要的是 不污染食品。
② 骨架镍催化剂
Ni-Al合金的制备
原料：Al、Ni金属碎片
方法：在石墨坩埚中放入Al，加热到1000℃ (熔点658℃)，按照Ni并用石墨棒搅拌，保温20~30分钟，将熔浆倾入浅盘中缓慢冷却固 化，以消除冷却过快形成的内应力导致的晶格破坏，得到具有规则
Al合金配比加入小片金属Ni(熔点1452℃)，升温到1500℃进行混熔，