工业催化剂的制造方法
催化剂培训材料培训课件PPT工业催化剂制备与使用
• 对沉淀剂选择有以下要求:
① 尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂
– 常用的沉淀剂有:
• 碱类(NH4OH、NaOH、KOH) • 碳酸盐[(NH4)2CO4、Na2CO4、CO2] • 有机酸(乙酸、草酸)等 • 最常用的是NH4OH和(NH4)2CO4,因为铵盐在洗涤和热处
涤、干燥、粉碎和机 械成型,最后经500℃ 焙烧活化得到 γ-Al2O3。
– 该法生产设备简单、 原料易得且产品质量 稳定。
② 碱中和法
• 将铝盐溶液[Al(NO3)3、AlCl3、 Al2(SO4)3等]用氨水或其它碱 液( NaOH、KOH、NH4OH ) 中和,得到水合氧化铝:
Al3+ + OH- ==== Al2O3·nH2O↓
易洗涤。
④ 形成沉淀物的溶解度应小些
– 沉淀反应愈完全、原料消耗愈小;
• 对于贵金属尤为重要。
⑤ 无毒
– 不应使催化剂中毒或造成环境污染。
• 对金属盐类选择有以下要求:
– 一般选用硝酸盐的形式提供金属盐,硝酸根易于洗 脱或加热时分解而无残留。
– 而氯化物或硫化物残留在催化剂中,在使用时会呈 现H2S或HCl形式释放出来,致使催化剂中毒。
1、载体选择
• 浸渍法首先要选择合适载体,根据用途可选择 – 粉末状载体 – 成型载体
• 根据反应类型特点选择不同性质的载体
– 外扩散控制
不需比表面较大的载体;
– 内扩散控制
载体孔径不宜过小;
• 阻挡反应物分子进入孔道内部;
• 生成物返回气相受阻。
工业催化剂的研制与应用
工业催化剂的研制与应用工业催化剂是各种化学反应过程中必不可少的重要物质,其能够促进化学反应的进行并提高反应速率和效率。
催化剂的研制和应用在工业上拥有广泛的应用,可以为工业带来经济效益和环保效益,同时也对促进工业发展起到了重要作用。
一、工业催化剂的种类及作用工业催化剂分为氧化剂、还原剂、酸性催化剂、碱性催化剂、阴离子催化剂等多种类型。
而不同种类的催化剂具有不同的反应机制和反应过程,因此其作用也是不同的。
酸性催化剂是工业上使用最广泛的催化剂,其能够促进酯化、缩醛、缩酮、异构化、分解等反应的进行。
例如,在炼油工业中,一些化合物的加氢和脱氢反应需要使用固体酸作为催化剂,来促进其反应的进行。
碱性催化剂可以促进酰胺、酰基化、酰丙基化、酸化以及酯交换等反应的进行。
在工业上,建筑材料的生产中也需要使用到碱性催化剂,以促进硅酸盐水泥的反应。
二、工业催化剂的研制与应用工业催化剂在各个领域的应用都有所涉及,比如汽车尾气净化、石化、医药制造、化学品生产等。
而不同种类催化剂所涉及的领域和使用情况也是不相同的。
因此,催化剂的研制和应用在工业上具有重要意义。
催化剂的研制往往需要运用到多种高端技术,如前期试验、催化剂的性能测试、反应过程的分析、催化剂结构的表征等。
对于催化剂的容量、性能和结构等方面的优化也是很重要的。
在催化剂的应用方面,需要选择合适的催化剂来促进化学反应的进行。
在选择催化剂时,需要考虑每个反应的特点、参数和条件,以确定使用何种催化剂、反应条件和催化剂的催化效率等。
在实际工业生产过程中,为了提高催化效率和降低成本,需要掌握催化剂的最佳组合和操作条件。
三、工业催化剂的未来研发方向随着科技的不断进步和人类对于环保的重视,工业催化剂的研发方向也将会面临新的挑战和机遇。
未来的工业催化剂将更加注重环境保护,减少化学反应过程中有害物质的排放,提高反应的效率和稳定性。
同时也需要提高催化剂的容量和催化效率,在工业生产过程中实现更加可持续发展的目标。
工业催化剂的制备方法和性能调控策略
工业催化剂的制备方法和性能调控策略工业催化剂是一种能够促进化学反应的物质,广泛应用于化工、石油、环保等行业中。
它们的制备方法和性能调控策略对于提高催化效率和降低能耗至关重要。
一、制备方法工业催化剂的制备方法主要包括物理法和化学法两种。
物理法包括沉积法、浸渍法和共沉淀法等,通过控制沉积剂的沉积方式和条件来制备催化剂。
化学法则是利用化学反应在载体上生成活性组分,如浸渍法可以通过溶液中的金属离子和载体表面上的活性位点发生反应,生成活性组分。
此外,还有一些先进的制备方法,如溶胶-凝胶法、微乳液法和超临界流体法等,这些方法具有制备简单、成本低等优点。
二、性能调控策略催化剂的性能调控策略可分为物理调控和化学调控两类。
物理调控包括调节催化剂的结构、形态和孔隙结构等,通过调控这些因素可以改变催化剂的表面积、孔径大小以及负载量等,从而达到提高活性和选择性的目的。
化学调控则是通过改变催化剂中的元素组成、粒径大小和价态等,来调控催化剂的催化性能。
例如,调节催化剂中金属的导电性和表面能,可以改变催化剂表面的电子状态,从而调控催化活性。
三、催化剂的表征与评价催化剂的表征与评价是进一步了解催化剂性能的重要手段。
常用的表征方法包括X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,在这些表征方法的基础上,可以得到催化剂的晶体结构、形貌和红外光谱信息,这些信息对于了解催化剂的构型和表面吸附特性至关重要。
催化剂的评价则是通过一系列实验来评估其催化性能,如实验反应速率、选择性和稳定性等。
催化剂的表征与评价结果可以指导催化剂的性能调控策略。
四、催化剂的应用领域及前景工业催化剂广泛应用于化工、石油和环保等领域,在有机合成过程中可以提高反应效率、降低能耗和排放等。
石油催化剂可以用于石油加工中的催化裂化、重整、加氢和均质氢化等反应,有效提高石油转化率和产品质量。
环境催化剂则可以用于废水处理、尾气净化等领域,将有害物质转化为无害物质。
制备工业催化剂的方法
制备工业催化剂的方法工业催化剂是指用于促进或加速化学反应的物质,广泛应用于许多生产过程中,如炼油、化工、能源等。
制备工业催化剂的方法有很多种,下面将介绍几种常见的制备方法。
一、沉淀法沉淀法是制备工业催化剂的常用方法之一、该方法通过在溶液中加入还原剂使金属离子还原成金属颗粒,然后沉淀得到催化剂。
该方法简单易行,适用于大规模生产。
二、浸渍法浸渍法是指将载体浸入金属溶液中,使金属离子被载体吸附,并通过热处理将金属还原成金属颗粒。
浸渍法可使金属颗粒分散均匀,催化剂活性较高。
三、沉积法沉积法是将金属源溶于溶剂中,然后将溶液喷洒在载体表面,通过烘干和热处理将金属还原成金属颗粒,从而制备催化剂。
该方法适用于制备高活性催化剂。
四、共沉淀法共沉淀法是将金属源和载体溶解在同一溶剂中,通过调节条件使金属沉淀到载体表面,再进行热处理得到催化剂。
共沉淀法制备的催化剂具有高分散性和高活性。
五、焙烧法焙烧法是将金属前驱体或金属盐溶于溶剂中,通过热处理使金属变得稳定且易于使用,然后得到催化剂。
焙烧法制备的催化剂适用于高温条件下的反应。
六、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属前驱体溶于溶剂中,通过加热使其形成溶胶,然后通过凝胶化得到凝胶,在热处理过程中形成催化剂。
该方法制备的催化剂具有高度分散性和活性。
七、离子交换法离子交换法是将金属离子与载体接触,通过离子交换反应将金属离子固定在载体上,形成催化剂。
离子交换法制备的催化剂具有高度分散性和稳定性。
综上所述,制备工业催化剂的方法有很多种,选择适当的制备方法取决于催化剂的要求和实际应用。
通过不断研究和创新,制备高效、高分散性和高稳定性的工业催化剂对促进化工和工业生产的发展具有重要作用。
工业催化--第八章 工业催化剂制备原理
– 待沉淀析出后,加入较大量热水稀释,以减少杂 质在溶液中的浓度,同时使一部分被吸附的杂质 转入溶液。
加入热水后,一般不宜放置,而应立即过滤,以防沉 淀进一 步凝聚,并避免表面吸附的杂质包裹在沉淀内 部不易洗净。
洗涤操作的主要目的是除去沉淀中的杂质。
均匀沉淀法常用的类似沉淀母体见下表:
4、浸渍沉淀法
浸渍沉淀法是在普通浸渍法的基础上辅以沉淀 法发展起来的一种新方法。
– 待盐溶液浸渍操作完成之后,再加沉淀剂,而使待 沉淀组分沉积在载体上。
5、导晶沉淀法
借助晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀转化为 晶型沉淀的快速而有效的方法。
– 普遍用来制备以水玻璃为原料的高硅钠型分子筛, 包括丝光沸石,Y型与X型合成分子筛。
对沉淀剂选择有以下要求:
(1) 尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂
– 常用的沉淀剂有:
碱类(NH4OH、NaOH、KOH); 碳酸盐[(NH4)2CO4、Na2CO4、CO2]; 有机酸(乙酸、草酸)等。 最处理常时用容的易是除NH去4O,H一和般(N不H会4)2遗CO留4,在因催为化铵剂盐中在,洗使涤催和化热剂
如此反复溶解、沉积的结果,消除了细晶体,获得了颗 粒大小均匀的粗晶体。
此时孔隙结构和表面积也发生了相应的变化。
–粗晶体表面积较小,吸附杂质少,吸留在细晶粒之 中的杂质也随溶解过程转入溶液。
– 老化的时间、温度及母液pH值等为老化应考虑的 几项影响因素。
在晶形催化剂制备过程中,老化对催化剂性 能的影响显著。
凝胶法特别适用于主要成分是氧化铝或二氧化 硅的催化剂或载体。
凝胶过程大致可分为缩合与凝结二个阶段。
催化剂工程导论2工业催化剂常规制备方法
Increasing impregnation time Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
浸渍影响因素
浸渍液浓度
Impregnation of -Alumina with Ni (from Ni(NO3)2),浸渍时间 0.5 h
浸渍法(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16*16*6mm 预处理: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%
负载型镍催化剂
干燥、活化焙烧分解
2.3 混合法
干燥
干燥过程中,未吸附的溶液会向空气中挥发,内表面上的活性组分也可能 会向外表面迁移,降低部分内表面活性物质的浓度,造成活性物质分布不 均,甚至部分载体未被覆盖。
on
+
diffusion
diffusion
浸渍后ad的sor热ptio处n 理
干燥过程中活性组分的迁移
evaporation
焙烧与活化
Static drying Drying at low flowrate Freeze drying
Active Phase Distributions
Uniform
Egg-shell
Egg-white
Egg-Yolk
a
b
c
d
Active phase/Support
Support
Influence of Coadsorbing Ions - 竞争吸附法
第6次课工业催化剂的制造方法
沉淀法分类
6.超均匀共沉淀法
将沉淀操作分成两步进行,先制成盐溶液的悬 浮层,并将这些悬浮层立即瞬间混合成为超饱和 的均匀溶液;然后由超饱和的均匀溶液得到超均 匀的沉淀物。
如:硅酸镍催化剂制备
先将硅酸钠溶液(密度1.3)放到混合器底部, 然后将20%的硝酸钠溶液(密度1.2)放在上面, 最后,将含硝酸镍和硝酸(密度1.1)慢慢倒在 前两种液层之上,之后立即开动搅拌器,使之成 为超饱和溶液,放置数分钟至几小时,最终可形 成均匀的水凝胶或胶冻。
§6-1 沉淀法
一、沉淀法制备原理
借助于沉淀反应,用沉淀剂(碱类物 质)将可溶性的催化剂组分(金属盐类 水溶液)转化为难溶化合物,再经分离、 洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制得成 品催化剂。
沉淀法生产流程
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
纳米材料在催化领域中的研究进展
从目前研究来看,纳米粒子对催化氧化、 还原、聚合、裂解、异构等反应都具有 很高的活性和选择性,对光解水制氢和 一些有机合成反应也有明显的光催化活 性。国际上已把纳米材料催化剂称为第 四代催化剂。它在催化中的应用更为催 化工作者展示了一个趣味盎然富有活力 的研究领域。
沉淀法分类
1.单组份沉淀法 沉淀剂与一种待沉淀溶液作用以制备单
一组分沉淀物。 如:Al2O3制备
采用碱法制备,用HNO3作沉淀剂,从 NaAlO2中沉淀出Al2O3·nH2O,再经过后 续处理制得Al2O3。
沉淀法分类
2.共沉淀法(多组份共沉淀法) 将催化剂所需的两个或两个以上组份同
催化剂的制备方法
化学与化工学院
第一节 沉淀法
三、沉淀操作的原理与技术 (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 溶液的过饱和度又与温度有关,一般说来,晶核的生长速度随温 度的升高而出现极大值。 晶核生长速度最快时的温度,比晶核长大时达到最大速度所需 要的温度低得多。即在低温时有利于晶核的形成,而不利于晶核 的长大,所以低温一般得到细小的颗粒。 对于晶形沉淀,沉淀应在较热的溶液中进行,这样可使沉淀的 溶解度略有增加,过饱和度相对降低,有利于晶体成长增大。同 时,温度越高,吸附的杂志越少。对与非晶形沉淀,在较热的溶 液中沉淀也可以使离子的水合程度较小,获得比较紧密凝聚的沉 淀,防止胶体溶液的形成。
化学与化工学院
第一节 沉淀法
三、沉淀操作的原理与技术 (二)沉淀形成的影响因素 3、pH值 由于沉淀用碱作为沉淀剂,因此沉淀物的生成在相当程度上 必然要收溶液pH值的影响,若别是制备活性高的混合物催化剂更是 如此,如下表所示。由于各组分的容度积不同,如果形成氢氧化物 沉淀所需要的pH值不相近,则很难得到均匀的产物。
化学与化工学院
第一节 沉淀法
三、沉淀操作的原理与技术
(三)沉淀的陈化和洗涤 对大多数非晶形沉淀:在沉淀形成后不采取陈化操作,宜待沉淀 析出后,加入较大量热水稀释之,以减少杂质在溶液中的浓度, 同时使一部分吸附的杂质转入溶液中。加入热水后,一般不宜 放臵,而应立即过滤,以防沉淀进一步凝聚,并避免表面吸附 的杂质包裹在沉淀内部不易洗涤除去。 若要制备若数结构的沉淀:可加入热水放臵熟化。 洗 涤:主要目的使除去沉淀中的杂质;在沉淀操作时,沉淀终点 的控制非常重要,可防止杂质的混入;一方面要检验沉淀是否 完全,另一方面要防止沉淀剂的过量,以免在沉淀中带入外来 离子和其它杂质。
工业催化剂的制造方法
工业催化剂的制造方法一、物理法制备催化剂:物理法制备催化剂主要是通过物理方法将催化剂的活性组分载在载体上,常见的物理法制备催化剂的方法有:1.吸附法:将活性组分通过吸附作用附着在载体表面上,常用的载体有活性炭、硅胶等。
这种方法简单易行,但活性组分容易脱落,催化剂的活性和稳定性较差。
2.离子交换法:将带正或负电荷的活性组分通过离子交换作用固定在载体上,常用的载体有氧化铝、硅胶等。
这种方法制备的催化剂活性高、稳定性好,但生产成本较高。
3.沉淀法:将活性组分通过溶液浸渍或浸渍法在载体上形成固体颗粒,然后经过干燥、煅烧等步骤得到催化剂。
这种方法制备的催化剂具有较好的活性和选择性,但颗粒尺寸大小不均匀。
二、化学法制备催化剂:化学法制备催化剂是指通过化学反应合成催化剂的方法,常见的化学法制备催化剂的方法有:1.沉淀法:通过溶液中的沉淀反应得到催化剂的前驱体,然后通过进一步处理得到催化剂。
这种方法制备的催化剂纯度高,结构稳定,但制备过程复杂,需要控制多个参数。
2.水热合成法:利用高温高压的水热条件下,将催化剂的前驱体和其它添加剂反应生成催化剂。
这种方法可以得到具有特殊结构和性能的催化剂,适用于制备金属氧化物等催化剂。
3.溶胶-凝胶法:将催化剂的前驱物通过溶解、水解和凝胶化等步骤制备成溶胶-凝胶体系,然后经过干燥和煅烧等步骤得到催化剂。
这种方法制备的催化剂纯度高,结构可控,但制备过程较长。
综上所述,工业催化剂的制备方法包括物理法和化学法。
物理法主要是通过物理方法将活性组分载在载体上;化学法主要是通过化学反应合成催化剂。
不同的制备方法适用于不同类型的催化剂,制备过程中需要控制多个参数以获得高活性和选择性的催化剂。
三氧化二铝催化剂材料的制备—催化剂制备原理及其工艺技术
(4)干燥、焙烧和活化
焙烧的目的:
• ①通过物料的热分解,除去化学结合水和挥发性 杂质(如CO2、NO2、NH3),使之转化为所需要 的化学成分,其中可能包括化学价态的变化。
• ②借助固态反应、互溶、再结晶,获得一定的晶 型、微粒粒度、孔径和比表面积等。
• ③让微晶适度地烧结,提高产品的机械强度。
a)成型前物料的物理性质; b)成型后催化剂的物理、化学性质,选择适宜的 成型方法; c)催化剂运输、压力降等; d)催化剂使用条件。
3)成型用助剂
a)粘结剂 粘结剂的作用主要是增加固体催化剂的机械
强度; b)润滑剂
润滑剂的作用主要是降低成型时物料内部或 物料与模具间的摩擦力,使成型压力均匀,产 品容易脱模。
1. 混合法生产DBP催化剂
1.1 催化剂生产方法
研究催化剂的制造方法,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、性质和应用这三个基本方面来对 催化剂加以研究;另一方面,工业催化剂又不同于绝大多数以纯化 学品为主要形态的其它化工产品。催化剂(尤其是固体催化剂)多 数有较复杂的化学组成和物理结构,并因此形成千差万别的品种系 列、纷繁用途以及专利特色。因此研究催化剂的制备技术,便会有 更大的价值及更多的特色,而不可简单混同于通用化学品。
(4)干燥、焙烧和活化 焙烧温度的确定: 焙烧温度的下限——取决于干燥后物料中氢氧化物、硝酸 盐、碳酸盐、草酸盐、铵盐之类易分解化合物的分解温 度; 焙烧温度的上限——要结合焙烧时间一并考虑。当焙烧温 度低于烧结温度时,时间愈长,分解愈完全;若焙烧温度 高于烧结温度,时间愈长,烧结愈严重。
工业催化原理工业催化剂的制备和成型
4、流化喷洒浸渍法
对于流化床反应器所使用的细粉状催化剂,可在流化床中使载 体在流化状态下直接喷洒浸渍液进行浸渍操作,然后进行干燥 焙烧和活化,即可制备出催化剂。可见,这种方法可使浸渍、 干燥、分解、活化等操作在流化床中一次完成,因此具有工艺 流程简单、操作方便等优点。
化工资源有效利用国家重点实验室 18
浸渍法的最大优点是催化剂的活性组分利用率高,用 量少。因为活性组分大多仅分布在载体的表面,这对 贵金属催化剂有为重要。同时,浸渍法的操作工艺相 对较为简单,制备步骤也较少。
化工资源有效利用国家重点实验室 14
第二节 浸渍法
一、浸渍法的工艺流程
催化剂载体 催化剂活性组分浸渍 干燥
焙烧
负载型催化剂
化工资源有效利用国家重点实验室 15
(2)催化剂的制备 用预定量的铂化合物(如氯铂酸或氯铂酸铵),铼化合物(如高铼酸或 高铼酸铵),盐酸,去离子水混合成浸渍液,浸渍液与载体 γ-Al2O3的体 积比为1.0-2.5,在室温下浸渍12-24 h,然后过滤,60-80℃干燥6-10 h, 100-130℃干燥12-24 h,干空气中450-550℃,气剂比为500-1200的条件系 活化2-12 h,H2中400-500℃还原4 h,即得铂铼重整催化剂制备。
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化工资源有效利用国家重点实验室
第一节 沉淀法
制备 γ-Al2O3实例:工艺流程示意图
化工资源有效利用国家重点实验室
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第一节 沉淀法
制备 γ-Al2O3实例:具体过程
将工业硫酸产品粉碎,于 60-70℃温水中溶解,制成相对密度为 1.21-
1.23的Al2(SO4)3溶液,同时配制质量含量为20%的Na2CO3溶液。将此
第一节 沉淀法
(完整)工业催化考试复习题
1.绿色化学:利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生.2.零排放:指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动。
3。
手性催化:手性就是物质的分子和镜像不重合性4.手性化合物:指分子量、分子结构相同,但左右排列相反的化合物,如实与其镜中的映体。
5.择形催化:沸石具有规则的孔道和孔笼结构,宽敞的通道和孔道靠可限制及区分进出的分子,使其具有形状及大小选择性,故称这种催化为择形催化.6.催化剂:在化学反应中能改变其他物质的反应速率而自身质量和化学性能不发生改变的物质,又称工业味精。
7.催化剂中毒:原料中的杂质,反应中形成的副产物等是催化剂的活性,选性明显降低或丧失的现象8。
溢流:固体表面吸附物(离子或自由基)迁移到次级活性中心的现象.9.载体:是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体,是负载活性组分的骨架.可划分为低比表面积和高比表面积两类.10.助催化剂:加入到催化剂的少量物质,是催化剂的副主成分,其本身没有活性或者活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、分散状态、机械强度等。
11。
环境友好:主要包括预防污染的少废或无废的工艺技术和产品技术,同时也包括治理污染的末端技术。
12.强相互作用:作用于强子之间的力。
(时空产率单位:mol/(l*h))13。
时空产率:单位体积或单位面积的设备在单位时间内得到目的产物的数量。
14.超强酸:固体酸的强度若超过100%硫酸的酸强度,称为超强酸。
15。
超强碱:强度较中性物质高出19个单位的碱性物质,称为超强碱.16.杂多酸:由杂原子和配位原子按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸,或为多氧族金属配合物。
17.分子筛:分子筛是结晶型的硅铝盐酸,具有均匀的孔隙结构。
18。
络合催化:指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程。
19。
三效催化:把一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化合物分别氧化还原为对人体无害的二氧化碳,氮气,水蒸气时进行催化的过程。
第10章工业催化剂制备和使用
为晶形沉淀的快速而有效的方法。最近普遍用来制备以廉价 的水玻璃为原料的高硅钠型分子筛,包括丝光沸石、Y型、X 型合成分子筛。
2019年12月4日2时59分
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法 (8)沉淀法的分类
⑥水热合成法 在常温常压下水溶液的沉淀理论,形成沉淀粒子的因素是
2019年12月4日2时59分
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法
超均匀沉淀法制备硅酸镍催化剂。 先将硅酸钠溶液放入混合器,再将 20%的硝酸钠溶液慢慢倒至硅酸钠溶 液之上,最后将含硝酸镍和硝酸的溶 液慢慢倒于前两个溶液之上。立即开 动搅拌机使其成为超饱和溶液。放置 数分钟至几小时,便能形成超均匀的 水凝胶式胶冻。用分离方法将水凝胶 自母液分出或将胶冻破碎成小块,经 水洗、干燥和焙烧即得所需催化剂。 这样得到的催化剂其结构与由氢氧化 镍和水合硅胶机械混合制得的催化剂 是不同的。
2019年12月4日2时59分
14
10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法 (5)pH值 沉淀法常用碱性物质作沉淀剂,沉淀物的生成在
相当大的程度上受pH值的影响。
Al3+ + OH-
pH<7 Al2O3·mH2O 无定形胶体 pH=9 α-Al2O3·H2O 针状胶体 pH>10β-Al2O3·nH2O 球状结晶
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法 (8)沉淀法的分类 ③均匀沉淀法和超均匀沉淀法
均匀沉淀法是在沉淀的溶液中加入某种试剂,此 试剂可在溶液中以均匀的速率产生沉淀剂的离子或 者改变溶液的pH值,从而得到均匀的沉淀物。如在 铝盐中加入尿素,加热到363-373K,溶液中有如下 反应,并生成均匀的Al(OH)3沉淀:
浸渍法制备催化剂简介
浸渍法制备催化剂简介2016-04-16 12:21来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部浸渍法制备催化剂流程以浸渍为关键和特殊步骤制造催化剂的方法称浸渍法,也是目前催化剂工业生产中广泛应用的一种方法。
浸渍法是基于活性组分(含助催化剂)以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面,而形成高效催化剂的原理。
通常将含有活性物质的液体去浸各类载体,当浸渍平衡后,去掉剩余液体,再进行与沉淀法相同的干燥、焙烧、活化等工序后处理。
经干燥,将水分蒸发逸出,可使活性组分的盐类遗留在载体的内表面上,这些金属和金属氧化物的盐类均匀分布在载体的细孔中,经加热分解及活化后,即得高度分散的载体催化剂。
浸渍法有以下优点:第一,附载组分多数情况下仅仅分布在载体表面上,利用率高、用量少、成本低,这对铂、铑、钯、铱等贵金属型负载催化剂特别有意义,可节省大量贵金属;第二,可以用市售的、已成形的、规格化的载体材料,省去催化剂成型步骤。
第三,可通过选择适当的载体,为催化剂提供所需物理结构特性,如比表面、孔半径、机械强度、热导率等。
可见浸渍法是一种简单易行而且经济的方法。
广泛用于制备负载型催化剂,尤其是低含量的贵金属附载型催化剂。
其缺点是其焙烧热分解工序常产生废气污染。
浸渍法分类:(1)过量浸渍法本法系将载体泡人过量的浸渍溶液中,即浸渍溶液体积超过载体可吸收体积,待吸附平衡后,滤去过剩溶液,干燥、活化后便得催化剂成品。
通常借调节浸渍溶液的浓度和体积控制附载量。
(2)等体积浸渍法将载体浸入到过量溶液中,整釜溶液的成分将随着载体的浸渍而被改变,释放到溶液中的碎物可形成淤泥,使浸渍难于完全使用操作溶液。
因而工业上使用等体积浸渍法(吸干浸渍法),即将载体浸到初湿程度,计算好溶液的体积,做到更准确地控制浸渍工艺。
工业上,可以用喷雾使载体与适当浓度的溶液接触,溶液的量相当于已知的总孔体积,这样做可以准确控制即将掺入催化剂中的活性组织的量。
各个颗粒都可达到良好的重复性,但在一次浸渍中所能达到最大负载量,要受溶剂溶解度的限制。
工业合成氨催化剂的主要成分
工业合成氨催化剂的主要成分
1工业合成氨催化剂
工业合成氨是大规模生产氨的一种方法。
这种方法用来取代传统的方法,例如硫酸-硝酸法和氢-氧法,亦或是来自燃烧气体氨的捕捉。
工业合成氨的主要原料包括氮气(N2)和氢气(H2),它们以高温反应,以产生氨(NH3)。
氮气与氢气在反应过程中可以形成氨,这种反应通常称为氨合成反应,又称Haber-Bosch反应。
而工业合成氨催化剂是氨合成反应的关键参与者,它有助于加速反应的进程,从而大大减少反应所需时间,提高氨的产量。
在反应过程中,催化剂的主要作用是“激活”氢气分子,使其可以与氮气分子有效地反应,生成氨分子。
这种催化剂具有金属结构,有时包含卤素或氟等元素。
最常见的氨合成催化剂是铈催化剂和钌催化剂。
铈和钌在温度范围内都具有活性,可以在中性或碱性条件下发挥作用。
他们之间的化合物表现出不同程度的催化活性,铈取得的效果比钌略逊一筹。
然而,无论是金属铈或钌,它们都可以兼顾活性和稳定性,使得它们可靠、节能、低噪声地运行,并且产生的氨可以达到最高产量和最佳质量。
在反应条件允许的情况下,氨合成催化剂可以有效地催化氨的反应,从而达到减少原料消耗、减少能耗消耗、降低产品细节以及提高反应速率等优势。
同时,它们还可以延长催化剂的使用寿命,降低催化剂更换的费用支出,使工业合成氨的生产更加可靠和高效。
催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课件 (一)
催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课
件 (一)
催化剂工程导论是近年来比较热门的工程学科,它涉及到制备催化剂的多个方面。
其中,工业催化剂常规制备方法是催化剂工程导论的基础内容,下面,我们将针对该课程的主要内容进行分析。
一、催化剂工业制备方法的概述
在这一部分中,讲授催化剂工业制备方法的概念和催化剂生产的基础原理。
我们将学习到在制备催化剂过程中,如何选择合适的原材料、制备催化剂的各种步骤,以及最终形成催化剂的特征。
二、催化剂工业制备方法的分类
在这一部分中,我们将学习到催化剂工业制备方法的分类,这是许多学习者非常关注的内容。
根据工业催化剂的不同特点,我们可以将催化剂工业制备方法分为很多种类。
三、催化剂的物理化学特性分析
在制备催化剂的过程中,催化剂物理化学特性的分析是非常重要的。
这种分析主要是通过表面化学分析、物质分析和形貌分析这三个领域进行的。
在这一部分,我们将详细学习催化剂的各种物理化学特性,并将探究它们如何影响催化剂的性质及其性能。
四、催化剂在工业中的应用
在最后一部分,我们将学习到催化剂在工业生产中的应用。
将分享一些真实的用催化剂制备某种产品的工业故事,并通过了解这些故事,让学习者了解催化剂制备的实用性。
综上所述,催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课程是非常重要的。
学习这门课程将使学习者了解各种催化剂制备方法,包括更现代和先进的方法,因此,它也是催化剂工程导论课程的基础。
学习者将获得催化剂工业制备方法的知识,了解各种催化剂的特性,并掌握如何在工业中应用催化剂及其性能。
亨斯迈催化剂
亨斯迈催化剂亨斯迈催化剂(Hensmire Catalyst)是一种广泛应用于化学工业中的催化剂,具有高效、环保和经济等优点。
本文将介绍亨斯迈催化剂的基本原理、制备方法以及在不同领域中的应用。
亨斯迈催化剂是一种基于过渡金属的催化剂,其基本原理是通过降低活化能,促进反应速率的提高。
催化剂提供了一个能够让反应物分子吸附并发生反应的活性位点,从而加速反应过程。
亨斯迈催化剂的设计和优化主要考虑反应物的吸附能力、催化剂的稳定性以及催化剂与反应物之间的相互作用等因素。
2. 亨斯迈催化剂的制备方法亨斯迈催化剂的制备方法多种多样,常见的方法包括沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法和共沉淀法等。
其中,沉积-沉淀法是一种较为常用的制备方法。
该方法通过将金属盐和沉淀剂溶解在溶液中,然后加入还原剂使金属离子还原成金属颗粒,最后通过过滤、洗涤和干燥等步骤得到催化剂。
3. 亨斯迈催化剂在化学工业中的应用亨斯迈催化剂在化学工业中有着广泛的应用,常见的应用领域包括有机合成、石油化工和环境保护等。
(1)有机合成领域:亨斯迈催化剂在有机合成反应中起到了重要的作用。
例如,它可以催化醇的氧化反应,将醇转化为醛或酮;它还可以催化烯烃的氢化反应,将烯烃转化为烷烃。
这些反应具有重要的工业价值,广泛应用于制药、农药和化学品合成等领域。
(2)石油化工领域:亨斯迈催化剂在石油化工反应中也有着广泛的应用。
例如,它可以催化石油加氢反应,将重质烃转化为轻质烃,提高燃料的质量;它还可以催化石油裂化反应,将长链烃裂解成短链烃,增加汽油和石脑油的产量。
(3)环境保护领域:亨斯迈催化剂在环境保护领域中也有着重要的应用。
例如,它可以催化废水处理中的氧化反应,将有机废水中的有害物质转化为无害物质;它还可以催化汽车尾气中的催化转化反应,将有害气体转化为无害物质,减少大气污染。
4. 亨斯迈催化剂的未来发展趋势随着化学工业的不断发展,亨斯迈催化剂的研究和应用也在不断深入。
未来,亨斯迈催化剂的发展趋势主要体现在以下几个方面:(1)高效催化:研究人员将继续改进亨斯迈催化剂的设计和制备方法,以提高催化剂的活性和选择性,实现更高效的催化反应。
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浸渍方法
多次浸渍法 重复进行多次的浸渍、干燥和焙烧以
制得活性物质含量较高的催化剂的方法。 如:Ni系蒸汽转化催化剂制备
浸渍方法
浸渍沉淀法 先浸渍后沉淀的制备方法。载体吸附
浸渍液达饱和后,再加入NaOH溶液等, 使金属氧化物转化为氢氧化物而沉淀于 载体的内孔和表面。 该法主要用于制备贵金属浸渍型催化剂, 如Pt、Pd、Au等,采用其氯化物浸渍, NaOH沉淀。 如:5%Pd/C催化剂制备
沉淀法分类
2.共沉淀法(多组份共沉淀法) 将催化剂所需的两个或两个以上组份同
时沉淀的一种方法。 如:低压合成甲醇用催化剂CuO-ZnO-
Al2O3的制备 给定比例的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、 Al(NO3)3、混合盐溶液与Na2CO3并流加 入沉淀槽。
沉淀法分类
3.均匀沉淀法 先使待沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合,
4.浸渍沉淀法 盐溶液浸渍操作完成后,再加沉淀剂,
而使待沉淀组份沉积在载体上。
沉淀法分类
5.导晶沉淀法 借助晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀 转化为晶型沉淀的方法。
如:Y型、X型分子筛的合成,加入乙醇 胺作导向剂。
沉淀法分类
6.超均匀共沉淀法
将沉淀操作分成两步进行,先制成盐溶液的悬 浮层,并将这些悬浮层立即瞬间混合成为超饱和 的均匀溶液;然后由超饱和的均匀溶液得到超均 匀的沉淀物。
第二章 工业催化剂的制造方法
§2-1 沉淀法 §2-2 浸渍法 §2-3 混合法 §2-4 热熔融法 §2-5 离子交换法 §2-6 催化剂的成型 §2-7 典型工业催化剂制法实例选 §2-8 固体催化剂制备方法的新进展
§2-1 沉淀法
一、沉淀法制备原理
借助于沉淀反应,用沉淀剂(碱类 物质)将可溶性的催化剂组分(金属盐 类水溶液)转化为难溶化合物,再经分 离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制 得成品催化剂。
与晶粒之间进一步粘结,c、使结构稳定。
洗涤:用洗涤液除去固态物料中的杂质的操作。
操作方法:倾泻法和过滤法
沉淀操作技术要点
干燥、焙烧和活化
干燥:用加热的方法脱除已洗净湿沉淀中 的洗涤液。
焙烧:为继干燥之后的又一热处理过程。 活化:把钝态催化剂经过一定方法处理后
变为活泼催化剂的过程。
沉淀操作技术要点
浸渍法生产流程
活性组分
载体 浸渍 干燥 焙烧 活化
活性组分
负载型金属催化剂
浸渍方法
过量浸渍法 将载体浸入过量的浸渍溶液中,待吸附 平衡后,沥去过剩溶液,干燥、活化后 得催化剂成品。 如:Pt/Al2O3(催化重整催化剂)的制 备
浸渍方法
等体积浸渍法 将载体与它正好可吸附体积的浸渍溶
液相混合,待吸附平衡后,直接干燥、 活化后得催化剂成品。 如:醋酸锌/活性炭制备
焙烧目的
①通过物料的热分解,除去化学结合 水和挥发性杂质(如CO2、NO2、NH3), 使之转化为所需要的化学成份。
②借助于固态反应、互溶、再结晶, 获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比 表面积等。
③让微晶适度烧结,提高产品的机械 强度。
隧道窑
沉淀法催化剂制备实例
银催化剂(乙烯氧化制环氧乙烷)
造成一个均匀的体系,然后调节温度和时间,逐渐 提高pH值,或者在体系中逐渐生成沉淀剂的方式, 创造形成沉淀的条件,使沉淀缓慢进行,以制得颗 粒十分均匀而且比较纯净的沉淀物。
如:Al(OH)3沉淀制备 采用铝盐溶液中加入尿素,混合均匀,加热升温,
尿素水解释放OH-,与铝盐反应生成Al(OH)3沉淀。
沉淀法分类
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。
沉淀法生产流程
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
沉淀法分类
1.单组份沉淀法 沉淀剂与一种待沉淀溶液作用以制备单
一组分沉淀物。 如:Al2O3制备
采用碱法制备,用HNO3作沉淀剂,从 NaAlO2中沉淀出Al2O3·nH2O,再经过后 续处理制得Al2O3。
浸渍方法
流化喷洒浸渍法 浸渍溶液直接喷洒到反应器中处于流
化状态的载体上,完成浸渍后,进行干 燥和焙烧。
该法只适用于流化床反应器所使用的 细粉状催化剂。 蒸汽相浸渍法 借助于浸渍化合物的挥发性,以蒸汽的 形态将其附载到载体上。
沉淀形成的影响因素
浓度 温度 pH值 加料方式和搅拌速度
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
浓度
生成
过饱和度β=C-C*/C* C↑ β↑V生成.>V长大 晶粒细小,Sg大
长大
C↓ β ↓ V生成.<V长大 晶粒大,Sg小
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
温度
低温 小粒子 高温 大粒子
最大生成 温度远低 于最大长 大温度
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
PH值 影响沉淀物生长和晶型
形成氢氧化物所需PH值
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
正加法
并加
沉淀剂 正加
反加
金属盐溶液
沉淀操作技术要点
沉淀的陈化和洗涤
沉淀的陈化(或熟化、老化)指在沉淀形
成之后发生的一切不可逆变化。 操作方法:将沉淀物与母液一起放置一段时间。 陈化作用:a、使小的晶粒进一步长大,b、晶粒
如:硅酸镍催化剂制备
先将硅酸钠溶液(密度1.3)放到混合器底部, 然后将20%的硝酸钠溶液(密度1.2)放在上面, 最后,将含硝酸镍和硝酸(密度1.1)慢慢倒在 前两种液层之上,之后立即开动搅拌器,使之成 为超饱和溶液,放置数分钟至几小时,最终可形 成均匀的水凝胶择 金属盐类选择原则: 一般首选硝酸盐。 其次:硫酸盐、有机酸盐、金属复盐
沉淀操作技术要点
原料的选择 沉淀剂选择原则:
①尽可能使用易分解并且易挥发成分的沉淀剂。 ②形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。 ③沉淀剂的溶解度要大 ④沉淀物的溶解度应很小。 ⑤沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染沉淀剂 : 常(用N的H沉4)淀2C剂O是3等:铵N盐H3。、。NaOH NH4OH、
沉淀操作技术要点