催化剂制备方法大全

催

化

剂

的

制

备

方

法

与

成

型

技

术

总

结

应用化学系1202班

王宏颖

2012080201

催化剂的制备方法与成型技术

一、固体催化剂的组成：

固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成：

1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。

2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。

3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。

目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭，Y、β、ZSM-5分子筛，SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。

二、催化剂传统制备方法

1、浸渍法

（1）过量浸渍法

（2）等量浸渍法（多次浸渍以防止竞争吸附）

2、沉淀法（制氧化物或复合氧化物）（注意加料顺序：正加法或倒加法，沉淀剂

加到盐溶液为正，反之为倒加）

（1）单组分沉淀法

（2）多组分共沉淀法

（3）均匀沉淀法（沉淀剂：尿素）

（4）超均匀沉淀法

（NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9）

（5）浸渍沉淀法

浸渍沉淀法是在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法发展起来的，即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体，待浸渍单元操作完成后，加热升温使待沉淀组分沉积在载体表面上。此法，可以用来制备比浸渍法分布更加均匀的金属或金属氧化物负载型催化剂。

（6）导晶沉淀法

本法是借晶化导向剂（晶种）引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法。举例：以廉价易得的水玻璃为原料的高硅酸钠型分子筛，包括丝光沸石、Y型、X型分子筛。

3、共混合法

混合法是将一定比例的各组分配成浆料后成型干燥，再经活化处理即可。如合成气制甲醇用的催化剂就是将氧化锌和氧化铬放在一起混合均匀（适当加入铬

酐的水溶液和少许石墨）然后送入压片机制成圆柱形，在100 o C烘2h即可。4、热分解法

硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐、草酸盐或乙酸盐。

5、沥滤法

制备骨架金属催化剂的方法，Raney 镍、铜、钴、铁等。

6、热熔融法

借高温条件将催化剂的各个组分熔合成为均匀分布的混合体、氧化物固体溶液或合金固体溶液，以制取特殊性能的催化剂。一些需要高温熔炼的催化剂都用这种方法。主要用于氨合成熔铁催化剂、费-托合成催化剂、兰尼骨架催化剂等的制备。

熔炼温度、环境气氛、冷却速度或退火温度对产品质量都有影响。固体溶液必须在高温下才能形成，熔炼温度显得特别重要。提高熔炼温度，还能降低熔浆的粘度，加快组分间的扩散。采用快速冷却工艺，让熔浆在短时间内迅速淬冷，一方面可以防止分步结晶，维持既得的均匀性；另一方面可以产生内应力，得到晶粒细小的产品。退火温度对合金的相组成影响较大, 例如,在Ni-Al合金中

NiAl

3和Ni

2

Al

3

的组成与退火温度有关,提高温度会增加Ni

2

Al

3

的含量。沥滤（溶

出）Ni-Al合金中的Al组分时，碱液的浓度、浸溶时间、浸溶温度对骨架镍的粒子大小、孔结构、比表面、催化活性均有影响。如：合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3；用磁铁矿Fe3O4、KNO3和Al2O3高温熔融而得。

7、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。

8、离子交换法

此法用离子交换剂作载体，以反离子的形式引入活性组分，制备高分散、大表面的负载型金属或金属离子催化剂，尤其适用于低含量、高利用率的贵金属催化剂制备，也是均相催化剂多相化和沸石分子筛改性的常用方法。如：NaY 制HY

9、滚涂法和喷涂法

将活性组分粘浆置于可摇动的容器中，无孔载体小球布于其上，经过一段时间的滚动，活性组分便逐渐粘附在载体表面。为了提高涂布效果，有时还要添加粘结剂。由于活性组分容易剥离，滚涂法已不常用。

10、均相络合催化剂的固载化

11、金属还原法

12、微波法

13、燃烧法（高温自蔓延合成法）

常用尿素作为燃烧机

14、共沸蒸馏法

通过醇和水的共沸，改变沉淀的形貌、孔结构。

三、催化剂制备新技术

1、溶胶-凝胶法（水溶液Sol-gel 法和醇盐Sol-gel 法）

金属醇盐

醇

水水解聚合胶溶剂解胶陈化溶胶

（1）胶体凝胶法（胶溶法）

胶体凝胶法是通过金属盐或醇盐完全水解后产生无机水合金属氧化物，水解产物与胶溶剂（酸或碱）作用形成溶胶，这种溶胶转化成凝胶是胶粒聚集在一起构成网络，胶粒间的相互作用力是静电力（包括氢键）和范德华力。

（2）聚合凝胶法（分子聚合法）

聚合凝胶法通过金属醇盐控制水解，在金属上引入OH 基，这些溶胶转化成凝胶时，在介质中继续缩合，靠化学键形成氧化物网络。

两种方法的区别在于加入水量的不同，

注意事项：1）水的加入量；2）醇的加入量；3）水解温度；4）胶溶剂加入量 2、超临界技术

1）气凝胶催化剂的制备（超临界干燥）

2）超临界条件下的催化反应

能够改进反应的传质、传热性能，改进产物的分离过程

3）用于因结焦、积垢和中毒而失活催化剂的再生。

具有温度低、不发生局部过热现象的特性，从而有效地防止催化剂的

烧结失活。

3、纳米技术