催化剂制备原理-浸渍法
催化剂浸渍法
催化剂浸渍法
浸渍法，是催化剂工业生产中应用的方法，是以浸渍为关键和特殊步骤制造催化剂的方法。
浸渍法是目的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），以盐溶液形态浸渍列多孔载体上并渗透列内表面，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。
活性溶液必须浸在载体上，常用的多孔性载体有氧化铝、氧化硅、活性炭、硅酸铝、硅藻土、浮石、石棉、陶土、氧化镁、活性白土等，可以用粉状的，也可以用成型后的颗粒状的。
氧化铝和氧化硅这些氧化物载体，就像表面具有吸附性能的大多数活性炭一样，很容易被水溶液浸湿。
另外，毛细管作用力可确保液体被吸人到整个多孔结构中，甚至一端封闭的毛细管也将被填满，而气体在液体中的溶解则有助于过程的进行。
但也有些载体难于浸湿，例如高度石墨化或没有化学吸附氧的碳就是这样，可用有机溶利或将载体在抽空下浸渍。
单原子催化剂制备方法浸渍法
单原子催化剂制备方法浸渍法一、浸渍法制备单原子催化剂的原理浸渍法制备单原子催化剂呀，那原理可有点意思呢。
简单来说，就是把活性金属的前驱体溶液浸渍到载体上。
就好比把颜料滴到一块布上，不过这个“颜料”是活性金属的前身啦。
载体就像是一个小床，给活性金属提供了一个栖息的地方。
活性金属的前驱体溶液里包含了我们想要的金属离子，这些离子会通过各种作用力吸附在载体的表面或者孔隙里。
这是整个浸渍法的第一步，也是很关键的一步哦，要是这个吸附没弄好，后面的步骤就可能会出问题呢。
二、浸渍法制备单原子催化剂的步骤1. 载体的选择与预处理首先得挑个合适的载体呀。
这个载体就像房子的地基一样重要呢。
常见的载体有活性炭、二氧化硅之类的。
选好之后呢，还得进行预处理。
比如说清洗呀，干燥呀，有的时候还得进行一些特殊的处理，像活化之类的。
这就好比是给房子的地基打平、夯实一样，让后面的“建筑”能够稳稳当当的。
2. 活性金属前驱体溶液的配制这一步也很关键哦。
我们要根据想要制备的单原子催化剂里金属的种类，去选择合适的金属盐来配制溶液。
这个溶液的浓度也得控制好，太浓了可能会导致金属团聚，那就不是单原子了，就像一群小伙伴挤在一起，就不是单个的个体啦；太稀了呢，可能又会导致活性金属的量不够。
这就需要我们像做菜放盐一样，不多不少，恰到好处。
3. 浸渍过程把配制好的活性金属前驱体溶液和预处理好的载体放在一起浸渍。
这个过程就像是给载体“泡澡”一样，让载体充分地吸收溶液里的金属离子。
浸渍的时间、温度等条件都很重要。
如果温度太低或者时间太短，可能就浸渍不完全；要是温度太高或者时间太长，又可能会出现一些我们不想要的反应呢。
4. 干燥与焙烧浸渍完了之后，要把多余的溶液去掉，这时候就需要干燥了。
干燥之后呢，还要进行焙烧。
焙烧就像是给这个刚刚“组装”好的东西来一场高温历练。
在焙烧的过程中，活性金属的前驱体会发生一系列的化学变化，最后变成我们想要的单原子催化剂。
这个过程就像是把一块生的面团放进烤箱烤成面包一样，经过这个过程，我们的单原子催化剂就初步成型啦。
工业催化剂的制备浸渍法
在精细化学品生产中，浸渍法制备的催化剂可用于生产高纯度、高附加值的化学品，如香料、染料等 。
在环保领域的应用
废气处理
浸渍法制备的催化剂可用于处理工业废气中的有害物质，如硫化物、氮氧化物等，以减少空气污染。
废水处理
浸渍法制备的催化剂也可用于废水处理，通过催化氧化等技术手段，将废水中的有害物质转化为无害或低毒性的 物质。
对环境不友好
部分浸渍液可能含有有毒有害物质，对环境造成 一定污染。
05
浸渍法制备工业催化剂的未来发展
新材料与新技术的研究与应用
新型载体材料
研究具有优异物理和化学性能的新型载体材料，以 提高催化剂的活性和稳定性。
纳米技术
利用纳米技术制备纳米尺度的催化剂，以实现更高 效的催化反应。
表面改性技术
通过表面改性技术改善催化剂的表面性质，提高其 与载体的结合力和活性。
浸渍法的定义和原理
浸渍法是一种制备催化剂的方法，其基本原理是将活性组分 浸渍在载体上，通过物理或化学作用将活性组分固定在载体 表面，形成一层均匀的催化膜。
浸渍法的原理基于溶液的吸附和扩散作用，通过控制浸渍条 件，如温度、浓度、时间等，可以控制活性组分的负载量和 分布状态，从而影响催化剂的性能。
02
资源回收利用
实现催化剂的再生和循环利用 ，减少资源浪费和环境污染。
环境友好型催化剂
开发对环境友好的新型催化剂 ，降低生产过程中的环境污理
在一定温度下进行热处理，使活性组分在载体表面发生还原、分解、氧化等反 应，形成具有催化活性的物质。
后处理与产品表征
后处理
对催化剂进行洗涤、过滤、干燥等后处理操作，以提高催化剂的纯度和性能。
产品表征
催化剂制备原理-浸渍法
干燥与煅烧过程
在浸渍完成后，需要对载体进行干燥和煅烧以去除溶剂和增加活性成分的稳 定性。适当的干燥和煅烧条件可提高催化剂的催化性能。
渍法的优缺点
优点
简单易操作 适用于不同类型的载体 可实现高负载量
缺点
活性成分分布不均匀 浸渍液挥发会导致固体堆积 煅烧过程可能导致部分活性成分丧失
浸渍法在催化剂制备中的应用
催化剂制备原理-浸渍法
浸渍法是一种常用于催化剂制备的方法。它通过将活性成分沉积到载体表面， 以实现催化剂的制备。
浸渍法的基本原理
浸渍法通过将溶液中的活性成分与固体载体接触，使其沉积在载体表面，最终形成催化剂。该方法能够实现活 性成分的均匀分布和高负载量。
浸渍法的操作步骤
1. 选择合适的载体和活性成分 2. 将载体浸入含有活性成分的溶液中 3. 控制浸渍时间和温度 4. 取出浸渍后的载体并进行干燥
浸渍剂的选择与使用
浸渍剂的选择取决于活性成分和载体的特性。常用的浸渍剂包括溶剂、络合 剂和表面活性剂。不同浸渍剂会对制备催化剂的性能产生影响。
浸渍剂浓度与固体/溶液质量比的影响
浸渍剂浓度和固体/溶液质量比会影响催化剂的负载量和分布均匀性。较高的浸渍剂浓度和适当的质量比可以 增加催化剂的活性和稳定性。
1
催化剂制备
浸渍法可用于制备各种类型的催化剂，如
催化反应
2
贵金属催化剂、氧化物催化剂和复合催化 剂。
浸渍法制备的催化剂常用于催化反应，如
氧化、加氢和裂解等。
3
环境保护
浸渍法制备的催化剂在环境保护领域中具 有重要应用，如废水处理和废气净化。
催化剂 浸渍法
催化剂浸渍法催化剂浸渍法是一种常用的制备催化剂的方法。
催化剂是一种能够加速化学反应速率，但在反应结束后本身不参与反应的物质。
催化剂在工业生产和科学研究中起着至关重要的作用，可以提高反应的效率和选择性，降低能量消耗和废物产生。
催化剂浸渍法是一种将催化剂溶解在溶剂中，然后将待浸渍物浸泡在溶液中，使催化剂均匀地附着在待浸渍物表面的方法。
这种方法适用于各种形状和材料的待浸渍物，如颗粒、纤维和薄膜等。
催化剂浸渍法具有简单、灵活、成本低廉等优点，因此在实际应用中被广泛采用。
催化剂浸渍法的制备步骤如下：首先，选择合适的催化剂和溶剂。
催化剂的选择应根据反应类型和待浸渍物的性质来确定，而溶剂的选择则应考虑催化剂的溶解性和待浸渍物的稳定性。
其次，将催化剂溶解在适量的溶剂中，制备成催化剂溶液。
然后，将待浸渍物放入催化剂溶液中，使其充分浸泡。
浸泡时间可以根据实际需要进行调整，一般在几分钟到几小时之间。
最后，将浸渍后的待浸渍物取出，经过干燥、煅烧等处理，得到最终的催化剂。
催化剂浸渍法的关键在于催化剂的均匀分散和附着。
为了实现这一点，可以通过调整溶剂的性质、浸泡时间和温度等因素来控制。
另外，也可以采用预处理待浸渍物的方法，如表面改性、活化等，以增加催化剂与待浸渍物的相互作用力，提高催化剂的附着性和稳定性。
催化剂浸渍法在许多领域都有应用。
例如，在环境保护领域，可以将催化剂浸渍在吸附剂上，用于废气处理和水处理等。
在化工生产中，可以将催化剂浸渍在载体上，用于合成有机化合物或合成高分子材料。
在能源领域，可以将催化剂浸渍在电极上，用于燃料电池和光催化反应等。
此外，催化剂浸渍法还可以用于制备催化剂的载体材料，如氧化铝、硅胶等。
催化剂浸渍法是一种简单、灵活、成本低廉的制备催化剂的方法。
它可以将催化剂均匀地分散和附着在待浸渍物表面，提高反应的效率和选择性。
催化剂浸渍法在各个领域都有广泛应用，为工业生产和科学研究提供了重要的支持。
随着科学技术的不断进步，催化剂浸渍法的制备方法也在不断改进和创新，为催化剂的研究和应用带来了更多的可能性。
浸渍法的原理
浸渍法的原理浸渍法是一种常见的实验方法，它在化学、生物学、材料科学等领域都有广泛的应用。
浸渍法的原理简单易懂，通过将固体材料浸泡在溶液中，使溶质逐渐扩散到固体材料中，从而改变固体材料的性质。
下面我们将详细介绍浸渍法的原理及其应用。
首先，浸渍法的原理是基于扩散作用的。
在浸渍过程中，固体材料表面的溶质会逐渐扩散到固体材料内部，形成溶质在固体材料中的分布。
这种扩散作用是浸渍法能够改变固体材料性质的基础。
通过控制浸泡时间、溶液浓度、温度等条件，可以实现对固体材料性质的精确调控。
其次，浸渍法的原理还与溶质的化学反应有关。
在浸渍过程中，溶质与固体材料表面发生化学反应，从而改变固体材料的化学性质。
这种化学反应可以使固体材料具有新的功能，如增强材料的力学性能、改善材料的耐腐蚀性能等。
此外，浸渍法还可以实现对固体材料的表面修饰。
通过浸渍法，可以在固体材料表面形成一层薄膜，从而改变固体材料的表面性质。
这种表面修饰可以使固体材料具有特殊的功能，如防水、防腐蚀、抗菌等。
浸渍法在材料制备、催化剂制备、生物医学材料、环境治理等领域都有重要的应用。
在材料制备中，浸渍法可以实现对材料孔隙结构的调控，从而改善材料的吸附性能、分离性能等。
在催化剂制备中，浸渍法可以实现对载体材料的功能化改造，从而提高催化剂的活性和稳定性。
在生物医学材料领域，浸渍法可以实现药物的载体制备，从而提高药物的生物利用度。
在环境治理领域，浸渍法可以实现污染物的吸附和催化降解，从而实现对环境的净化。
总之，浸渍法是一种简单有效的实验方法，它的原理基于扩散作用和化学反应。
通过浸泡固体材料在溶液中，可以实现对固体材料性质的调控，从而在材料制备、催化剂制备、生物医学材料、环境治理等领域发挥重要作用。
希望本文对浸渍法的原理有所帮助，谢谢阅读！。
催化剂浸渍法原理
zhangwengui330(金币+2,VIP+0):谢谢分享！8-25 15:10概述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。
活性溶液必须浸在载体上，常用的多孔性载体有氧化铝、氧化硅、活性炭、硅酸铝、硅藻土、浮石、石棉、陶土、氧化镁、活性白土等，可以用粉状的，也可以用成型后的颗粒状的。
氧化铝和氧化硅这些氧化物载体，就像表面具有吸附性能的大多数活性炭一样，很容易被水溶液浸湿。
另外，毛细管作用力可确保液体被吸人到整个多孔结构中，甚至一端封闭的毛细管也将被填满，而气体在液体中的溶解则有助于过程的进行，但也有些载体难于浸湿，例如高度石墨化或没有化学吸附氧的碳就是这样，可用有机溶剂或将载体在抽空下浸渍。
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。
浸渍法工艺浸渍法可分为粉状载体浸渍法和粒状载体浸渍法两种工艺，其特点可由流程图看出。
粒状载体浸渍法工艺如图6—2所示。
粒状载体浸渍前通常先做成一定形状，抽空载体后用溶液接触载体，并加入适量的竞争吸附剂。
2009-12-21催化作用导论--浸渍法
八、浸渍法分类
将载体浸渍在过量溶液中， 过量浸渍法：将载体浸渍在过量溶液中，溶 液体积大于载体可吸附的液体体积， 液体积大于载体可吸附的液体体积，一段时 大于载体可吸附的液体体积 间后除去过剩的液体，干燥、焙烧、 间后除去过剩的液体，干燥、焙烧、活化后 得催化剂成品。 得催化剂成品。
等体积浸渍法：预先测定载体吸入溶液的能
浸渍沉淀法：使载体先浸渍在含有活性组
分的溶液中一段时间后， 分的溶液中一段时间后，然后加入沉淀剂使 活性组分沉淀于载体的内孔和表面 使用场合： 使用场合：制备贵金属催化剂
H2PtCl6盐酸溶液 先 浸 渍 吸附 载体 再加入 NaOH 沉淀
易还原 粒子细
氢氧化铂 沉淀
载体
借助浸渍化合物的挥发性， 蒸气浸渍法：借助浸渍化合物的挥发性，以 蒸气相的形式将其负载于载体上。 蒸气相的形式将其负载于载体上。
120oC 干燥 590oC活化焙烧分解 高温活化还原 负载型重整 重整催化剂 重整
• 镍/氧化铝-----重整催化剂 将甲烷或石脑 氧化铝-----重整催化剂— -----重整催化剂
油重整制合成气
Al2O3+铝酸钙水泥+石墨+水 成型φ16*16*6mm
预处理：120oC干燥、 1400oC焙烧,得载体
四、浸渍法的基本原理
Solution flow into pores
adsorption
1、固体孔隙与液体接触时， 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， 毛细管压力，使液体渗透到 毛细管内部。 毛细管内部。 2、活性组分在载体表面的 吸附。 吸附。
Adsorption/ desorption diffusion +
浸渍法
催化剂的制备方法——浸渍法
H+A-
- - + + + - + + + - + + - + + - + - + + + + - - - + + - + + - -- + + + + + +
B+OH-
在酸性介质中，S-OH+H+A-↔S-OH2+ +A-，按双电层理论，粒子带正 电，其周围为带负电的反离子扩散层； 在碱性介质中，S-OH+B+OH-↔S-O-B++H2O，按双电层理论，粒子带 负电，其周围为带正电的反离子扩散层； pH值为某一特定值下，粒子带正负电荷相等，即不带电，或称带零点 电荷(ZPC)，此状态称为等电点状态；
载体的抽真空处理
提高载体的吸附容量，保证金属负载量
载体的化学改性处理
例如活性炭载体表面经不同氧化处理后，可产生大量具有 亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件 未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h 表面酸量 (mmol/g 活性炭) 0.216 0.886 1.621 1.295 活性表面 (m2/g Pd-Pt) 51 87 125 103
催化剂的制备方法——浸渍法
4.1.1 金属盐类
当使用同种活性组分的不同类型金属盐类水溶液时，由于金属盐类中
的配合物与载体浸渍时所产生的配位基置换反应机理不同，所制备的催化
负载型催化剂的制备-浸渍法沉积沉淀法离子交换法
化学气相沉积法通过将气态物质引入 反应器，在一定温度和压力下与固体 表面发生化学反应，形成催化剂。这 种方法能够制备出结构可控、性能优 异的催化剂。
溶胶-凝胶法
总结词
溶胶-凝胶法是一种利用溶液中的化学反应来制备负载型催化剂的方法。
详细描述
溶胶-凝胶法通过将前驱体溶液进行水解和缩聚反应，形成凝胶状的固体催化剂。这种方法具有较高的化学计量 比和均匀的活性组分分布，适用于制备高活性、高选择性的催化剂。
剂的分散度和活性组分的利用率。
浸渍法可以用于制备各种不同类型的负 载型催化剂，如金属氧化物、金属硫化
物、金属碳化物等。
浸渍法的步骤
制备活性组分溶液
将所需的催化剂活性组分溶解 在溶剂中，制备成一定浓度的 活性组分溶液。
干燥和焙烧
将浸渍后的载体进行干燥，然 后进行焙烧处理，以固定活性 组分在载体表面。
04
其他制备方法
电化学法
总结词
电化学法是一种利用电场作用，在电极上发生化学反应来制备负载型催化剂的方 法。
详细描述
电化学法通常在电解液中通过施加电流来驱动化学反应，使活性组分在电极上沉 积或形成催化剂。这种方法具有较高的选择性，适用于制备特定功能的催化剂。
化学气相沉积法
总结词
化学气相沉积法是一种利用气态物质 在固体表面上发生化学反应来制备负 载型催化剂的方法。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
优点
沉积沉淀法操作简单、易于控制活性组分的形貌和粒径，适用于制备多种负载 型催化剂。
缺点
在制备过程中，难以避免活性组分在载体表面过度沉积或团聚现象，可能影响 催化剂的分散性和活性。同时，洗涤和干燥过程中容易造成活性的原理
催化剂的制备方法--浸渍法概述
4.2.2 载体的吸附性质
氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数：
氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
催化剂的制备方法——浸渍法
4.2.3 载体的孔结构
孔容 孔半径
扩散
催化剂
比表面积
活性组分
催化剂的制备方法——浸渍法
4.3 载体预处理的影响
载体的预处理
焙烧 处理 水泡 处理 抽真空 处理
影响 因素
浸渍 条件
载体 预处理 浸渍后 热处理 催化剂
催化剂的制备方法——浸渍法
4.1 浸渍液性质的影响
浸渍液的配制
活性组分金属的易溶盐 —— 硝酸盐、铵盐、有机酸盐（乙酸盐等）； 浸渍液浓度（取决于所要求的活性组分负载量）：
催化剂中活性组分含量（以氧化物计）
a
VpC 1 VpC
100%
催化剂的制备方法——浸渍法
LOGO
催化剂的制备方法——浸渍法
Content
1 2 3 4 5 6
浸渍法概述
浸渍法基本原理
活性组分的不均匀分布
制备催化剂的影响因素 浸渍法主要工艺 浸渍法制备催化剂示例
催化剂的制备方法——浸渍法
一、浸渍法概述
载体（如Al2O3）的沉淀 载体的成型 载体的预处理 用活性组份溶液浸渍 干燥 焙烧分解 活化（还原） 负载型金属催化剂
—— 广泛用于制备负载型催化剂 （尤其负载型金属催化剂）
催化剂的制备方法——浸渍法
浸渍法（ impregnation ）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载体的表面，当浸 渍平衡后，将剩下的液体除去，再进行干燥、焙烧、活化等 即可制得催化剂。 浸渍法通常包括载体预处理、浸渍液配制、浸渍、除去 过量液体、干燥和焙烧、活化等过程；
催化剂制备-浸渍法
制备方法
沉淀法,将硝酸银水溶液和硝酸镁水溶液混合均匀 后,边搅拌边加氨水,120℃干燥,最后在600℃空气 气氛中焙烧5ｈ,制备出Ａｇ负载量分别为1%、 3%、5%和8%的系列催化剂.
浸渍法,将MgO用AgNO3溶液浸渍2ｈ,120℃干燥 4ｈ,600℃空气气氛中焙烧5ｈ,制备出Ａｇ负载量 分别为1%、3%、5%和8%的系列催化剂.
载体的作用：分散，稳定，支撑，传热和稀释， 助催化作用
氧化硅 沸 石 分 子 筛
1-A
氧化镁
氧化铝
14
ZnO/C
醋酸锌活性炭催化剂。将市售醋酸锌溶于含有少 量醋酸的水溶液中，粒状活性炭载体预先干燥一 昼夜后冷却备用。将上述方法制备的醋酸锌的饱 和水溶液洒在活性炭上。所用的醋酸锌溶液的量 于活性炭的表观体积大约相当。待活性炭将醋酸 锌完全吸收后，再将其蒸发干燥，即可。
概念：将载体放在含有活性组分的溶液中浸泡 分类：干法和湿法
干法：浸渍液恰好不超过载体的溶液吸收饱和量，该 操作简单，便宜，适合低浓度贵金属盐的浸渍
湿法：浸渍液远远多于载体吸收饱和量，浸渍前驱体 能够与载体反应的浸渍可以使用该方法
1-Apr-20
干法
湿法
3
定义
浸渍后，除去剩余液体，经干燥、煅烧、活化等 步骤，制得的催化剂，称为负载型催化剂 （Supported catalyst）
对载体的要求
浸渍法制备催化剂时，要求载体具有如下性能：
适应反应过程的形状和大小 足够的机械强度 足够的比表面，合适的孔结构和吸水率 足够的稳定性（化学侵蚀，催化剂再生） 耐热，合适的传热系数 不能使催化剂中毒或增加副反应 原料易得，制备方便
载体使用前需进行热处理
1-Apr-20
催化剂的制备方法--浸渍法
活性炭 硅藻土
浮石 活性白土 炭纤维
催化剂的制备方法——浸渍. 法
4.2.1 载体的选择与预处理
载体的选择因反应不同而异： 如，乙烯精制去除少量乙炔（加氢）： Pd / -Al2O3 对载体的要求： Ø 低比表面积、大孔径
（使乙炔加氢产物乙烯尽快脱离催化剂表面）
Ø 无酸性（防止烯、炔的聚合反应，延长催化剂寿命）
缺点
Ø焙烧产生污染气体； Ø干 燥 过 程 会 导 致 活 性 组分迁移；
催化剂的制备方法——浸渍. 法
二、浸渍法基本原理
Ø 固体孔隙与液体接触时，
Solution flow into pores
adsorption
由于表面张力的作用而
产生毛细管压力，使液
Adsorption/desorption + diffusion
催化剂的制备方法——浸渍法
LOGO
.
催化剂的制备方法——浸渍法
Content
1
浸渍法概述
2
浸渍法基本原理
3
活性组分的不均匀分布
4
制备催化剂的影响因素
5
浸渍法主要工艺
6
浸渍法制备催化剂示例
催化剂的制备方法——浸渍. 法
一、浸渍法概述
载体（如Al2O3）的沉淀 载体的成型
—— 广泛用于制备负载型催化剂
浸渍液溶剂多采用去离子水，但当载体成分容易在水溶液中洗提出来时， 或者是要负载的活性组分难溶于水时，就需使用醇类或烃类等溶剂。
由于不同载体的亲疏水性不同，不同溶剂的极性也不同，所以当使用不同 类型的溶剂时，所制备的催化剂上活性组分的分布就不同。
溶剂 水
丙酮
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响
催化剂的制备方法--浸渍法
Drying
evaporation
在载体表面吸附；
催化剂的制备方法——浸渍法
三、活性组分的不均匀分布
活性组分分布类型的选择（取决于催化反应宏观动力学） ： 均匀型 Uniform 蛋壳型 Egg-shell 蛋白型 Egg-white 蛋黄型 Egg-Yolk
Active phase/Support
冷却、浸渍活性组分前驱体溶液（70%）
干燥、500℃焙烧 冷却、浸渍活性组分前驱体溶液（30%） 干燥、480℃焙烧 高温活化还原、钝化
还原态Ni基 加氢催化剂
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
粉料的捏合
实验室
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
挤条成型
实验室 工业生产
不同类型的溶剂时，所制备的催化剂上活性组分的分布就不同。
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响
溶剂
水 丙酮
H2PtCl6/γ-Al2O3
均匀分布 “蛋壳”型分布
H2PtCl6/活性炭
“蛋壳”型分布 均匀分布
催化剂的制备方法——浸渍法
4.1.3 浸渍液浓度
浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到较粗的金属颗粒 且粒径分布不均匀； 浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力； 当要求负载量低于饱和吸附量，应采用稀浓度浸渍液浸渍，并延 长浸渍时间或使用竞争吸附剂，使吸附的活性组分均匀分布；
催化剂的制备方法——浸渍法
载体的抽真空处理
提高载体的吸附容量，保证金属负载量
载体的化学改性处理
例如活性炭载体表面经不同氧化处理后，可产生大量具有 亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
浸渍法
浸渍法之实例
HAuCl4*4H2O(aq)+ 载体(Mg-Al/HT、MgO、γ-Al2O3)
室温 搅拌2h
110℃ 蒸干 100℃干燥3h H2 300℃ 1h
Au/(HT、MgO、γ-Al2O3)
原后变成金属组分。
必须使无用组分在热分解或还原过程中挥发出去。
常用盐类：硝酸盐、铵盐、有机酸盐 (乙酸盐、乳
酸盐等)。
浸渍液浓度必须控制恰当பைடு நூலகம்
a.过浓：
不易渗透到催化剂微孔；
在载体上分布不均； 易得到较粗金属晶粒。
b.过稀：
一次浸渍达不到要求负载量，要采用反复多次。
c. 所需浓度：
α = Vp· C / (1＋Vp· C)×100 % 其中：
C — 浸渍液浓度(g/ml);
Vp — 载体的比孔容(ml/g);
α — 活性组分的含量.
2、活性组分在载体上的分布与控制
分布：
活性组分在载体上的分布与载体对溶质和溶剂的吸附性能有关。 孔内吸附速率 > 孔内扩散
溶液在孔中向孔内渗透过程中，活性组分就被孔壁附，
渗透至孔内部的液体完全不含活性组分。 若此时分离出过多浸渍液，并快速干燥，活性组分只 分布在颗粒孔口与颗粒外表面。
载体与活性组分有相互作用
通过相互作用，使活性组分有良好分散，并趋于稳定。
载体具有催化作用
载体除具有负载活性组分的功能外，还与活性组分起发挥 自身的催化作用。如Pt/Al2O3重整催化剂，用Cl-处理过的 Al2O3作为酸性载体可促进异构化反应；而Pt加氢、脱氢。
② 浸渍液配制 所用活性组分金属盐应该是易溶于水 (或其它溶剂) 的，且在焙烧时能分解成所需的活性组分，或在还
浸渍法
浸渍法浸渍法是制造固体催化剂的方法之一，即将一种或几种活性组分通过浸渍载体负载在载体上的方法。
通常是用载体与金属盐类的水溶液接触，使金属盐类溶液吸附或贮存在载体毛细管中，除去过剩的溶液，再经干燥、煅烧和活化制得催化剂。
浸渍方式有过量溶液浸泡与等体积吸附等。
有时加入竞争吸附剂使活性组分均匀吸附在整个载体上。
铂重整催化剂是用氯铂酸水溶液浸渍η-Al2O3制得。
浸渍法比较经济，且催化剂形状、表面积、孔隙率等主要取决于载体，容易选取。
首先是载体，载体起着提高催化剂表面积和关键组分高效利用的作用；其次是煅烧温度，温度能够影响催化剂中金属的分散和晶型结构；再者是浸渍液的浓度，浓度越高，浸渍量越大，在载体上分散的金属颗粒越大；然后还有浸渍液所用的溶剂，其表面张力影响液体浸渍的深度等；浸渍的时间温度都会对催化剂的性能造成不同程度的影响，控制条件是做好催化剂的关键。
浸渍温度是影响催化剂性能的另一个重要因素，实验设计了以下3 种方案进行浸渍温度影响的研究：方案1：浸渍温度22℃、浸渍时间12h。
方案2：浸渍温度35℃、浸渍时间12h。
方案3：浸渍温度50℃、浸渍时间12h。
其中浸渍液的浓度均为6wt%Cu，浸渍后沥干，110℃通风条件下干燥10h，550℃下焙烧3h，得成品催化剂。
实验结果如图2。
上述浸渍方案1、2、3 下的Cu 负载百分含量分别为：7.33%、8.30%、8.08%。
可见，空气浴振荡器中35℃条件下浸渍的Cu 负载量最高；当浸渍温度升高到50℃时，Cu 负载量稍有降低浸渍条件对负载型Cu/FSC催化剂影响的研究张永利（韩山师范学院化学系，广东潮州521041）CO 高温变换催化剂浸渍条件研究叶炳火,江莉龙,蔡鸿勇(福州大学化肥催化剂国家工程研究中心,福建福州350002)。
浸渍法生产催化剂的原理
浸渍法生产催化剂的原理浸渍法生产催化剂的原理，这听起来可能有点复杂，但其实聊起来也并不是那么艰深。
咱们就像在聊一杯好茶，慢慢品味就好。
催化剂，顾名思义，就是催化反应的好帮手。
它们可不是什么神秘的存在，实际上，它们在化学反应中扮演着“推波助澜”的角色。
想象一下，有了催化剂，就像是在沙滩上给海浪加了点儿助推器，反应可以更快速、更高效。
真是个聪明的家伙啊。
浸渍法，乍一听可能让人联想到水壶里浸泡的茶叶，其实这个法子就是把金属盐溶液“泡”到载体上。
咱们可以把这个过程想象成给小蛋糕裹上一层美味的糖霜。
咱们得选一个好载体，像是活性炭、氧化铝什么的，这些家伙不仅好看，还能吸附很多东西。
咱们把金属盐溶液倒上去，就像把糖霜淋在蛋糕上。
这样，金属就能好好地附着在载体上，形成一个可爱的催化剂。
这个过程其实还蛮有趣的。
我们得控制好溶液的浓度，别让它太稠或者太稀。
浓稠了就像蜜糖，吸附太多反而不好；太稀了就像水，连个影都没得。
所以，在浸渍的过程中，咱们得时刻关注，别让它偏离轨道。
就好比做饭，火候不对，菜就不好吃。
浸渍结束后，咱们还得把催化剂给干燥一下。
这就像把蛋糕放进烤箱，等它慢慢变得金黄酥脆。
没干燥好可就成了湿漉漉的蛋糕，那可不行。
或许有人会问，为什么要用浸渍法呢？哎，这个问题问得好。
浸渍法的好处可多着呢！成本低，谁不喜欢省钱呢？操作简单，不用什么高深的技术。
普通人也能上手，就像做个简单的煎蛋一样。
浸渍法能让催化剂的活性成分均匀分布，这样催化效果好，反应速率高，简直是反应中的“超级明星”。
不过，浸渍法也不是十全十美的哦。
像个调皮的孩子，它也有些缺点。
有时候金属离子在载体上吸附得不够牢靠，反应中可能会被洗掉，真是让人哭笑不得。
如果金属盐的性质不太好，可能会在后续反应中给咱们制造麻烦。
这时候，咱们就得小心翼翼了，得选择那些不容易被洗掉的金属盐，才能稳妥地应对各种挑战。
再说说催化剂的应用，真是无处不在！从工业生产到日常生活，催化剂的身影随处可见。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
• 浸渍法分类
➢ 过量浸渍法：将载体浸渍在过量溶液中，溶液体积大于载体可吸 附的液体体积，一段时间后除去过剩的液体，干燥、焙烧、活化
➢ 等体积浸渍法：预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使 载体完全浸渍所需的溶液量（实际采用喷雾法——把配好的溶液 喷洒在不断翻动的载体上，达到浸渍的目的）
➢ 浸渍液浓度
Impregnation of -Alumina with Ni (from Ni(NO3)2)，浸渍时间 0.5 h
低浓度浸渍溶液和较长浸渍时间有利于活性 组分在载体孔内均匀分布
on + d• iff浸usi渍on后的热a处dso理rdpiftfiuosnion
➢ 干燥过程中活性组分的迁移
➢ 浸渍时间
Impregnation of -Alumina with Ni (from 1.0 M Ni(NO3)2)
Increasing impregnation time Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
• 浸渍影响因素
a VpC 100% 1 VpC
载体比孔容，ml/g
浸渍液浓度（以氧化物计），g/ml
浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到较粗的金属颗 粒且粒径分布不均匀
浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力
• 浸渍过程
Solution flow into pores
adsorption
Adsorption/desorption + diffusion
diffusion adsorption
➢ 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
➢ 活性组分在载体表面 的吸附
Drying
evaporation
➢ Critical, tendency towards "egg-shell" catalyst
Rotating drum
b.
• 浸渍法分类
➢ 浸渍沉淀法：使载体先浸渍在含有活性组分的溶液中一段时间后， 再加入沉淀剂进行沉淀
使用场合：制备贵金属催化剂（除去氯离子）
—— 贵金属浸渍液多采用氯化物的盐酸溶液（氯铂酸、氯钯酸、 氯铱酸、氯金酸），载体在浸渍液中吸附饱和后，加入NaOH溶液中和盐 酸，并使金属氯化物转化为金属氢氧化物沉淀在载体的内孔和表面上
催化剂制备的单元操作-浸渍法
把载体浸渍（浸泡）在含有活性组分（和助催化剂）的化合物溶
液中，经过一段时间后除去剩余的液体，再经干燥、焙烧和活化
（还原或硫化）后即得催化剂
—— 广泛用于制备负载型催化剂
载体（如Al2O3）的沉淀
（尤其负载型金属催化剂）
洗涤、干燥
载体的成型
用活性组份溶液浸渍
干燥 焙烧分解
负载型金属催化剂
孔结构等 ห้องสมุดไป่ตู้ 足够的吸水性 ➢ 耐热性好 ➢ 不含催化剂毒物和导致副反应发生的物质 ➢ 原料易得，制备简单，无污染
常用载体：
氧化铝、硅 胶、分子筛、 活性炭、硅 藻土、浮石、 活性白土、 炭纤维、整 体载体等
载体的选择因反应不同而异：
如，乙烯精制去除少量乙炔（加氢）： Pd / -Al2O3 对载体的要求：
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
a
b
c
Increasing citric acid concentration
➢ 多次浸渍法：将浸渍、干燥和焙烧反复进行多次
使用场合： 1. 浸渍化合物溶解度小，一次浸渍达不到足够大的负载量 2. 多组分浸渍时，竞争吸附严重影响各组分在载体表面上的分布 3. 多组分浸渍时，各组分的可溶性化合物不能共存于同一溶液中
（分步浸渍）
Tipper
Wet impregnation：
Bucket conveyor Drip chute
➢ 蒸气浸渍法：借助浸渍化合物的挥发性，以蒸气相的形式将其负 载于载体上
例：制备正丁烷异构化催化剂AlCl3/铁矾土 —— 在反应器中装入铁矾土载体，然后以热的正丁烷气流将活性AlCl3
组分汽化，并带入反应器，使之浸渍在载体上。当负载量足够时，便可切断 气流中的AlCl3，通人正丁烷进行异构化反应
• 浸渍影响因素
✓ 低比表面积、大孔径 （使乙炔加氢产物乙烯尽快脱离催化剂表面）
✓ 无酸性（防止烯、炔的聚合反应，延长催化剂寿命）
载体的预处理： ➢ 焙烧 ➢ 酸化 ➢ 钝化 ➢ 扩孔
氧化铝的焙烧
• 浸渍液的配置
➢ 活性组分金属的易溶盐 —— 硝酸盐、铵盐、有机酸 盐（乙酸盐、乳酸盐）
➢ 浸渍液浓度：
催化剂中活性组分含量（以氧化物计）
活化（还原）
优 点：
➢ 负载组分主要分布在载体表面，用量少，利用率高 （对于贵金属催化剂尤其重要）
➢ 市场上有各种载体供应，可以用已成型的载体，省去 催化剂成型步骤，而且载体种类很多、物理结构清楚， 可根据需要选择合适的载体
• 载体的选择与预处理
对载体的一般要求：
➢ 机械强度高 ➢ 载体为惰性，与浸渍液不发生化学反应 ➢ 合适的颗粒形状与尺寸，适宜的表面积、
evaporation
➢ 焙烧与活化 ➢ 固相互溶体与固相反应
Static drying Drying at low flowrate Freeze drying
Bucket
Drive wheel
Dry impregnation：
To drying
a.
Bucket filter
Impregnating solution
Impregnating basin
Impregnating solution
Spray header
Support to be impregnated