《精细化工实验技术》教学课件—13催化剂及各种助剂

AlCl3 ＋ 3NH4OH AlOOH ↓＋3NH4Cl ＋ H2O 2AlOOHAl2O3 ＋ H2O
四、主要仪器与药品 1．主要仪器 马弗炉、电热恒温干燥箱、水浴锅、电动搅拌器、布氏 漏斗、水泵。 2．主要药品 三氯化铝，AR；氨水，AR；碳酸氢铵，AR。
ห้องสมุดไป่ตู้
五、实验内容与操作步骤
1．γ-AlOOH的制备 将四口烧瓶固定在水浴锅中，并安装好电动搅拌器。用两个分
随着科技的发展，催化剂在工业上的应用也日益广泛， 而且逐渐渗透到其它科技领域，如生命科学领域。将来，催 化剂在工业生产中必然扮演更重要的角色。
2．助剂的应用 助剂的品种很多，应用广泛，已经形成了新的化工门类。
助剂一般用量不大，但能明显改变产品的性能，是一些制品 不可缺少的组分。例如，石油产品添加剂在汽油、煤油、柴 油以及润滑油中有广泛的用途，在改善燃烧性能和润滑性能， 保护机器设备，在防锈、抗氧化以及抗静电方面都有不可缺 少的作用。食品添加剂是发展较快的精细化工行业，在提高 食品营养，防止腐败变质，改善食品观感，增加风味，便于 加工等方面都有重要作用。塑料助剂如增塑剂、热稳定剂以 及脱模剂等便于加工，而抗氧化剂、光稳定剂、阻燃剂以及 防霉剂可以改善产品性能。
液漏斗作为加料器，分别固定在铁架台上。在烧瓶的两个边口上，
工业催化剂中，活性成分与助催化剂的含量并不高，主 要成分为载体，载体起到支承、分散催化剂的作用，有利于 催化剂活性的充分发挥。
二、助剂及其分类 助剂(auxiliary )泛指工业生产中用于生产过程或使用过
程中的辅助化学品。使用助剂，可以改进成品品质、节约原 材料或提高加工效率。分类如下：
⑴ 印染助剂 包括柔软剂、匀染剂、分散剂、抗静电剂、 纤维用阻燃剂等。
三、实验原理
活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。氢氧化铝也 称水合氧化铝，其化学组成为 Al2O3·nH2O，通常按所含结晶 水数目不同，可分为三水氧化铝和一水氧化铝。氢氧化铝加 热脱水后，可以得到γ- Al2O3，即通常所讲的活性氧化铝。
本实验采用AlCl3和NH4OH为原料，发生沉淀反应生成 以γ-AlOOH为主的氧化铝水合物，再经过滤、干燥、焙烧， 得活性氧化铝，其化学反应方程式为：
⒃ 纸张用添加剂 包括增白剂、补强剂、防水剂、填充 剂等。
⒄ 其他助剂 如玻璃防霉（发花）剂、乳胶凝固剂等。
三、催化剂及助剂的应用
1．催化剂的应用 催化剂的应用主要体现在工业催化、化学加工、化学制 药以及环境保护等方面。
催化剂在工业催化方面主要应用于石油炼制、催化裂化、 催化重整、加氢裂化、加氢重整以及烷基化等工业过程。在 化学加工方面主要应用于聚合、烷基化、加氢、脱氢、氧化 以及合成气体等化学反应过程。在环境保护方面主要应用于 汽车尾气的处理和工业废气的净化。
⑿ 混凝土用添加剂 包括减水剂、防水剂、脱模剂、泡 沫剂、嵌缝油膏等。
⒀ 机械、冶金用助剂 包括防锈剂、清洗剂、电镀用助 剂、焊接用助剂、机动车用防冻剂等。
⒁ 油品用添加剂 包括防水、增黏、耐高温等种类，汽 油抗震、液力传动、变压器油、刹车油添加剂等。
⒂ 电子工业专用化学品 包括显像管用碳酸钾、氟化剂、 助焊剂、石墨乳等。
常用的催化剂有二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁、 五氧化二钒等氧化物催化剂，沸石、分子筛等硅铝酸盐催化 剂，铂、银、铜、锌、钛、钒、铬、钼、铁、镍、铑、钯等 金属催化剂，镍、钯、钴、铑、钌的配位化合物催化剂，冠 醚和高分子化合物等有机催化剂，以及固定酶、环糊精等。
除了以上催化剂外，还有一些物质若单独使用对于某种 反应并没有催化作用，但却能使催化剂的活性显著增强，这 种物质叫做助催化剂。
⑵ 橡胶助剂 包括促进剂、防老剂、塑解剂、再生胶活 化剂等。
⑶ 塑料助剂 包括增塑剂、稳定剂、发泡剂、塑料用阻 燃剂等。
⑷ 水处理剂 包括水质稳定剂、缓蚀剂、软水剂、杀菌 灭藻剂、絮凝剂等。
⑸ 纺织助剂 包括涤纶长丝用、短丝用、锦纶用、腈纶 用、丙纶用、维纶用、玻璃丝用油剂等。
⑹ 有机溶剂 包括吡咯烷酮系列、脂肪烃系列、乙腈系 列、糠醛系列等。
⑺ 高聚物合成添加剂 包括引发剂、阻聚剂、终止剂、 调节剂、活化剂等。
⑻ 表面活性剂 包括阳离子、阴离子、两性离子和非离 子等类型的表面活性剂。
⑼ 皮革助剂 包括合成鞣剂、涂饰剂、加脂剂、光亮剂 等。
⑽ 农药用助剂 包括乳化剂、增效剂等。 ⑾ 油田用化学品 包括油品用破乳剂、钻井用防塌剂、 泥浆用助剂、防蜡降黏剂等。
催化剂一般可以从以下几个方面来分类。
⑴ 从活性成分属性分类 催化剂分为金属催化剂、氧化 物催化剂、配位化合物催化剂、有机催化剂和无机催化剂等。
⑵ 从催化反应状态分类 催化剂分为均相催化剂和多相 催化剂。
⑶ 从应用领域分类 催化剂分为炼油用催化剂、石油化 工用催化剂、化学工业用催化剂、环保用催化剂以及其它用 途的催化剂。
四、催化剂及助剂的发展概况(略)
实验二十三 活性氧化铝的制备
一、实验目标
1．了解活性氧化铝的性质及用途。 2．理解活性氧化铝的制备原理以及掌握其制备方法。 二、产品特性与用途
氧化铝，俗称矾土。化学式Al2O3。白色粉末，密度 3.9～4.0g/cm3，熔点2050℃，沸点2980℃。不溶于水，能缓 慢溶于浓硫酸。可用于炼制金属铝，也是制坩埚、瓷器、耐 火材料和人造宝石的原料。用作吸附剂、催化剂及催化剂载 体的氧化铝称为“活性氧化铝”，具有多孔性、高分散度和 大的比表面积等特性，广泛用于石油化工、精细化工、生物 以及制药等领域。
第十三章 催化剂及各种助剂
一、催化剂及其分类 二、助剂及其分类 三、催化剂及助剂的应用 四、催化剂及助剂的发展概况 实验二十三 活性氧化铝的制备 实验二十四 增塑剂邻苯二甲酸二辛酯的制备 实验二十五 聚丙烯酰胺絮凝剂的制备
一、催化剂及其分类
催化剂(catalyst)是指在化学反应中能改变化学反应速度 而本身的组成和质量在反应后保持不变的物质。加快反应速 度的催化剂称为正催化剂，减慢反应速度的催化剂称为负催 化剂。在工业生产中，催化剂也叫做触媒。