第六章催化剂制备方法
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• 设备简单，操作方便，产品化学组成稳定 （球磨机、拌粉机） • 分散性和均匀性较低
湿混法
• 固体磷酸催化剂（促进烯烃聚合、异构 化、水合、烯烃烷基化、醇类脱水）
100份 硅藻土
300份 磷酸 磷酸负载于
硅藻土
混合
石墨 30份
烘 干
成型、焙烧
固体 磷酸
干混法
• 锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气 净化，脱除其中含有的有机硫化物）
• 加料顺序和搅拌强度
– 加料方式不同，沉淀性质有差异
沉淀的陈化和洗涤
• 晶型沉淀陈化有助于获得颗粒均匀的晶 体（吸附杂质较少）
• 非晶型沉淀一般应立即过滤(防止进一步 凝聚包裹杂质）
• 一般洗涤到无OH-,NO3-
沉淀的干燥焙烧活化
• 干燥（除去湿沉淀中的洗涤液） • 焙烧（热分解除去挥发性物质，或发生
• 沉淀剂的溶解度要大（这样被沉淀物吸 附的量就少）
• 沉淀物的溶解度应很小 • 沉淀剂无污染
沉淀形成影响因素
• 浓度
– 溶液浓度过饱和时，晶体析出，但太大晶核增多， 晶粒会变小）
• 温度
– 低温有利于晶核形成，不利于长大，高温时有利于 增大，吸附杂质也少
• pH值
– 在不同pH值下，沉淀会先后生成
载体（如wenku.baidu.coml2O3）的沉淀 洗涤干燥 载体的成型 用活性组份浸渍 干燥 焙烧分解
活化还原
负载型金属催化剂
浸渍法的原理
• 活性组份在载体表面上的吸附 • 毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部 • 提高浸渍量（可抽真空或提高浸渍液温度） • 活性组份在载体上的不均匀分布
浸渍法的优点
• 可用已成型的载体（如氧化铝，氧化硅， 活性炭，浮石，活性白土等）
• 助催化剂导入主催化剂结构，形成固溶体，改变主催 化剂性质和分散度
• 改变主催化剂的本征活性和选择性。强化主催化剂的 优点、克服其缺点
2) 结构性助催化剂
• 要有高的熔点，不与活性组分发生化学反应 • 对于催化反应是惰性的 • 不与活性组分发生化学变化
化工应用的助催化剂的实例
催化剂（用途）
助催化剂
浸渍沉淀法
• 将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加 入沉淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔 和表面
H2PtCl6盐酸溶液 先 浸 渍
吸附
再加入 NaOH
沉淀
氢氧化铂 沉淀
易还原 粒子细
载体
载体
浸渍法实例
• 铂/氧化铝-----重整催化剂—将汽油中直链烃芳构化
载体（99.9%Al2O3） 成型1~2mm
• 利用离子交换的手段把活性组分以阳离 子的形式交换吸附到载体上
功能
Al2O3 (载体及催化剂)
SiO2 ZrO2 , P
K2O HCl
增加热稳定性
阻抑活性中心上的积炭 增强酸性
MgO 减缓活性组份烧结
SiO2 / Al2O3 （裂解催化剂及粘接剂）
Pt 增强CO的氧化作用
Pt / Al2O3 （催化重整）
Re
减轻烧结、提高稳定性
化工应用的助催化剂的实例
催化剂（用途） MoO3 / Al2O3
– Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油
• 均相反应配合物催化剂（精细化学品、聚合）
– 茂金属络合物生产聚乙烯
• 酶催化剂（生物化工）
固体催化剂的构成
• 主催化剂（如，合成NH3中的Fe） • 载体（如，Al2O3 ） • 助催化剂（如，合成NH3中的K2O）
1、主催化剂材料的选择
催化材料的类别
3. 载体的选择
载体共性较多，范围相对较小
化学方面：
与活性组分相互作用
物理方面：
机械强度，导热性
载体宏观结构
重要的催化剂载体
载体
g-Al2O3 a-Al2O3 硅酸铝
比表面积 (m2 . g-1)
160~250
催化多种反应
用途
5~10 乙炔选择加氢，选择氧化
180~1600 催化裂化，脱水，异构化
• 负载组份利用率高，用量少（如贵金属）
过量浸渍法
• 将载体浸入过量的浸渍溶液中（浸渍液 体超过可吸收体积），待吸附平衡后， 沥去过剩溶液，干燥，活化后再得催化 剂成品。
等体积浸渍法
• 将载体与正好可吸附量的浸渍溶液相混 合，浸渍溶液刚好浸渍载体颗粒而无过 剩。
• 预先测定浸渍溶液的体积 • 多活性物质的浸渍 • 浸渍时间短
不易渗透； 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 用反复多次浸渍
粒状载体，活性组分的四种不同分布
➢ 均匀 催化反应由动力学控制，内表面可以利用
➢蛋壳型 催化反应由内扩散控制，深处活性组分对
反应无效 ➢蛋黄、蛋白型
当介质中含有毒物，催化剂外层载体起到
对毒物的过滤作用
反应例
催化重整
甲烷化 油脂加氢
合成氨 氨氧化
类别
氧化 物
硫化 物
酸
功能
氧化 脱氢 脱硫氮 (加氢)
裂化 聚合 异构化 烷基化
状态
催化剂例
单一 Al2O3 ,Cr2O3 ,V2O5
二元 SiO2- Al2O3 , TiO2- Al2O3
复合 BiTiO3 ,CuCr2O4 ,Bi2MoO6
烧结 NiO-CaAl2O4
pH中性
三元混合氧 化物沉淀
均匀沉淀法
• 金属盐溶液与沉淀剂充分混合后，逐渐 改变条件得到颗粒均匀、纯净的沉淀物
尿素调节碱性
(NH2)2CO + 3H2O
2NH4+ + 2OH- + CO2
加热到90-100 oC尿素， 同时释放出OH-
导晶沉淀法
• 借助晶化导向剂引导非晶型沉淀转化为 晶型沉淀
化
催化剂
单组分沉淀法
• 制备非贵金属的单组分催化剂或载体
Al3+ + OH-
Al2O3.nH2O
载体Al2O3
焙 烧 a- Al2O3， g- Al2O3， h-Al2O3
共沉淀法
• 多个组分同时沉淀（各组分比例较恒定， 分布也均匀）
Na2CO3
合成甲醇 CuO-ZnO-Al2O3
Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al (NO3) 3 溶液
熟化条件
➢ pH 9.5～10.5 ➢ 温度 60℃ ＜40℃ 易得 α—三水铝石 ➢ 时间 3 ～4小时
时间长，比表面下降，而SO42- 脱除完全，杂 质含量少
沉淀条件 ➢ pH 5—6
➢ 并流加料使沉淀介质 pH恒定，沉淀物紧密、
均匀、易过滤、易洗涤
二、浸渍法
• 将载体放进含有活性物质的液体中浸渍
典型表面 积 /m2 g-1
氧化镁 约200
典型孔径 /nm
约2
低表面积
氧化硅 0.1~0.6
2~60
氧化钍 约80
1~2
氧化铝 （α）
0.1~5
氧化铝 （g） 150~400
0.5~2
氧化锆 150~300
不同孔径 氧化铬 80~350
＜2
催化剂制备的要点
• 多种化学组成的匹配
– 各组分一起协调作用的多功能催化剂
固态反应，微晶适度烧结） • 活化（在一定气氛下处理使金属价态发
生变化）
水玻璃 硫酸铝 偏铝酸钠 氢氧化钠
混合
实例一 分子筛的合成
成胶 晶化
过 滤
干燥
洗
涤
NaY原粉
Na型 丝光 沸石
实例二活性氧化铝的制备（沉淀法）
g — Al2O3 和h— Al2O3 1、酸法沉淀工艺
配制硫酸铝溶液：
60 ～70 ℃
干
洗
过
燥
涤
滤
500oC电炉 200目 100 ～110℃ 200Ω/cm 活化6 h
2、影响因素 沉淀剂种类
用Na2CO3 NH4OH NaOH 作沉淀剂，制得假一 水软铝石脱水得g— Al2O3 g—Al2O3 硬而透明，耐磨性能和抗压性能强
用NaAlO2 沉淀剂，pH 8.6～9.6中和，制得β-— 三 水铝石，脱水得到 h— Al2O3 h—Al2O3 较软的白垩状，机械强度相对较差
硫酸铝粉碎
水
密度 1.2 ～ 1.23 Al2(SO4)3
同时配 20%（wt） Na2CO3
Al2(SO4)3 Na2CO3
预
沉过 洗
熟
热
淀滤 涤
化
并流混合
pH=5～6 不断搅拌
50～60 ℃ 蒸馏水, SO42- 不显 为止
氨水溶液 60℃, 4 h pH 9.5～
10.5
g- Al2O3
煅碾 烧磨
X,Y分子筛 合成
分子筛合 成原料
加晶种 晶化
无定型物 转
X，Y晶体 化
高结晶度
沉淀时金属盐类的选择
• 一般选用硝酸盐（大都溶于水） • 贵金属为氯化物的浓盐酸溶液 • 铼选用高铼酸（H2Re2O7）
沉淀时沉淀剂的选择
• 易分解挥发除去（氨气，氨水，铵盐， 碳酸盐等）
• 形成的沉淀物便于过滤和洗涤（最好是 晶型沉淀，杂质少，易过滤洗涤）
(加氢精制，脱硫，脱氮)
Ni / 陶瓷载体 (水气变换) Cu /Zn / Al2O3 (低温变换)
Fe3O4 (氨合成)
Ag (环氧乙烷合成)
助催化剂 Ni, Co
K
ZnO K2O Al2O3 碱
功能 增强C-S链和C-N键氢解
改善消碳作用
减轻Cu的烧结
电子给与体，促进N2解离 结构性助催化剂 增加选择性，阻止晶粒增 大，稳定某些氧化态。
预处理：比表面250m2/g, 0.56ml/g 540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6%
120oC 干燥 590oC活化焙烧分解
负载型重整催化剂
高温还原活化
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
多次浸渍法
• 重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性 物质含量较高的催化剂
• 可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附
浸渍液配制 ➢ 要求：
一般用活性组分化合物应该是易溶 于水的，活性组分金属的易溶盐配成溶 液，在焙烧时能分解成所需的活性组分
必须使无用组分在热分解或还原过
程中挥发出去
浸渍溶液浓度必须控制恰当 a. 过浓：
• 一定物理结构的控制
– 粒度、比表面、孔体积
催化剂的一般制备方法
• 不同制备方法，成分、用量相同，但催 化剂的性能可能不同
– 沉淀法 – 浸渍法 – 混合法 – 离子交换法
一、沉淀法
• 沉淀剂加入金属盐类溶液，得到沉淀后 再进行处理
金属盐溶液
NaOH(Na2CO3) NH3.H2O
沉淀
活
洗涤 干燥 焙烧 研磨 成型
催化剂制备方法
催化作用
• 改变化学反应的速度，控制反应方向和 产物构成
反应物
催化剂
催化剂－反应物
产物
催化剂的特性
• 加快化学反应的速度，但不进入化学反 应计量
• 催化剂对反应有选择性 • 只能加速热力学上可能的反应 • 不改变化学平衡的位置
催化剂的分类
• 多相反应固体催化剂（石化工业应用最多）
锌-锰-镁 脱硫催化剂
碳酸锌
氧化镁 机混
二氧化锰
350 oC分解 碳酸锌
焙 烧
喷球
焙烧
脱硫 催化剂
混合法实例：加氢裂化催化剂制备（混捏法）
1、加氢裂化催化剂组成 NiO 5 ～ 7% WO3 18 ～22% P2O5 1～ 3% REUSY 20～ 40% g-Al2O3 20 ～ 30% 粘合剂(Al2O3) 15～ 20%
类别 功能 状态
催化剂例
金属：
多金属 簇，合
金
加氢 脱氢 氢解 (氧化)
负载
低负载的 Pt/Al2O3 , Ru/ SiO2 Pt-Ru /Al2O3 , Ni-Cu / Al2O3
高负载的 Ni / Al2O3 , Co / 硅藻土
多孔 Raney Ni , Co 等 Fe-Al2O3-K2O
整体 Pt网 , Ag网
硅胶 TiO2 活性碳
200~800 40~200
NOx 还原（环保） 邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸
600~1800 乙炔制醋酸乙烯酯，贵金属催化剂选择加氢
刚玉陶瓷 0.5~1 乙烯制环氧乙烷
常见载体的宏观物理性质
载体
高表面积 氧化硅
典型表面 积 /m2 g-1
200~800
典型孔径/nm 2~5
载体
使用条件： 温度 360 ～ 420℃ 压力 5 ～ 15 MPa 寿命 1～ 2年
2.加氢裂化催化剂制备（混捏法）
(NH4)2WO4
Ni (NO3)2 g-Al2 O3 H3 PO4
混
挤
合
条
干
焙
碾
成
燥
烧
压
型
REUSY
Al2 O3 HNO3
粘合剂
四、离子交换法
• 利用离子交换作为其主要制备工序的催 化剂制备方法
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
浸渍法实例（溶胶－浸渍法）
Ni (NO3)2水溶液
Ti(O-C4H9)4+C2H5OH
混合液(溶胶)
g-Al2 O3 烘干
干基载体
浸渍 催化剂前体 干燥 焙烧
催化剂成品
三、混合法
• 直接将两种或两种以上物质机械混合
负载
NiO / Al2O3 , MoO3 / Al2O3 MoS2 / Al2O3 , WS2 / Al2O3
二元的共凝胶 SiO2 - Al2O3
结晶
沸石
天然粘土 超强酸
蒙脱土
超强酸SbF5·HF ,卤化物/ 载体
反应例 醇脱水 丙烯氨化氧化
加氢脱硫 催化裂化
2. 助催化剂材料的选择
1) 调变性助催化剂
湿混法
• 固体磷酸催化剂（促进烯烃聚合、异构 化、水合、烯烃烷基化、醇类脱水）
100份 硅藻土
300份 磷酸 磷酸负载于
硅藻土
混合
石墨 30份
烘 干
成型、焙烧
固体 磷酸
干混法
• 锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气 净化，脱除其中含有的有机硫化物）
• 加料顺序和搅拌强度
– 加料方式不同，沉淀性质有差异
沉淀的陈化和洗涤
• 晶型沉淀陈化有助于获得颗粒均匀的晶 体（吸附杂质较少）
• 非晶型沉淀一般应立即过滤(防止进一步 凝聚包裹杂质）
• 一般洗涤到无OH-,NO3-
沉淀的干燥焙烧活化
• 干燥（除去湿沉淀中的洗涤液） • 焙烧（热分解除去挥发性物质，或发生
• 沉淀剂的溶解度要大（这样被沉淀物吸 附的量就少）
• 沉淀物的溶解度应很小 • 沉淀剂无污染
沉淀形成影响因素
• 浓度
– 溶液浓度过饱和时，晶体析出，但太大晶核增多， 晶粒会变小）
• 温度
– 低温有利于晶核形成，不利于长大，高温时有利于 增大，吸附杂质也少
• pH值
– 在不同pH值下，沉淀会先后生成
载体（如wenku.baidu.coml2O3）的沉淀 洗涤干燥 载体的成型 用活性组份浸渍 干燥 焙烧分解
活化还原
负载型金属催化剂
浸渍法的原理
• 活性组份在载体表面上的吸附 • 毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部 • 提高浸渍量（可抽真空或提高浸渍液温度） • 活性组份在载体上的不均匀分布
浸渍法的优点
• 可用已成型的载体（如氧化铝，氧化硅， 活性炭，浮石，活性白土等）
• 助催化剂导入主催化剂结构，形成固溶体，改变主催 化剂性质和分散度
• 改变主催化剂的本征活性和选择性。强化主催化剂的 优点、克服其缺点
2) 结构性助催化剂
• 要有高的熔点，不与活性组分发生化学反应 • 对于催化反应是惰性的 • 不与活性组分发生化学变化
化工应用的助催化剂的实例
催化剂（用途）
助催化剂
浸渍沉淀法
• 将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加 入沉淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔 和表面
H2PtCl6盐酸溶液 先 浸 渍
吸附
再加入 NaOH
沉淀
氢氧化铂 沉淀
易还原 粒子细
载体
载体
浸渍法实例
• 铂/氧化铝-----重整催化剂—将汽油中直链烃芳构化
载体（99.9%Al2O3） 成型1~2mm
• 利用离子交换的手段把活性组分以阳离 子的形式交换吸附到载体上
功能
Al2O3 (载体及催化剂)
SiO2 ZrO2 , P
K2O HCl
增加热稳定性
阻抑活性中心上的积炭 增强酸性
MgO 减缓活性组份烧结
SiO2 / Al2O3 （裂解催化剂及粘接剂）
Pt 增强CO的氧化作用
Pt / Al2O3 （催化重整）
Re
减轻烧结、提高稳定性
化工应用的助催化剂的实例
催化剂（用途） MoO3 / Al2O3
– Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油
• 均相反应配合物催化剂（精细化学品、聚合）
– 茂金属络合物生产聚乙烯
• 酶催化剂（生物化工）
固体催化剂的构成
• 主催化剂（如，合成NH3中的Fe） • 载体（如，Al2O3 ） • 助催化剂（如，合成NH3中的K2O）
1、主催化剂材料的选择
催化材料的类别
3. 载体的选择
载体共性较多，范围相对较小
化学方面：
与活性组分相互作用
物理方面：
机械强度，导热性
载体宏观结构
重要的催化剂载体
载体
g-Al2O3 a-Al2O3 硅酸铝
比表面积 (m2 . g-1)
160~250
催化多种反应
用途
5~10 乙炔选择加氢，选择氧化
180~1600 催化裂化，脱水，异构化
• 负载组份利用率高，用量少（如贵金属）
过量浸渍法
• 将载体浸入过量的浸渍溶液中（浸渍液 体超过可吸收体积），待吸附平衡后， 沥去过剩溶液，干燥，活化后再得催化 剂成品。
等体积浸渍法
• 将载体与正好可吸附量的浸渍溶液相混 合，浸渍溶液刚好浸渍载体颗粒而无过 剩。
• 预先测定浸渍溶液的体积 • 多活性物质的浸渍 • 浸渍时间短
不易渗透； 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 用反复多次浸渍
粒状载体，活性组分的四种不同分布
➢ 均匀 催化反应由动力学控制，内表面可以利用
➢蛋壳型 催化反应由内扩散控制，深处活性组分对
反应无效 ➢蛋黄、蛋白型
当介质中含有毒物，催化剂外层载体起到
对毒物的过滤作用
反应例
催化重整
甲烷化 油脂加氢
合成氨 氨氧化
类别
氧化 物
硫化 物
酸
功能
氧化 脱氢 脱硫氮 (加氢)
裂化 聚合 异构化 烷基化
状态
催化剂例
单一 Al2O3 ,Cr2O3 ,V2O5
二元 SiO2- Al2O3 , TiO2- Al2O3
复合 BiTiO3 ,CuCr2O4 ,Bi2MoO6
烧结 NiO-CaAl2O4
pH中性
三元混合氧 化物沉淀
均匀沉淀法
• 金属盐溶液与沉淀剂充分混合后，逐渐 改变条件得到颗粒均匀、纯净的沉淀物
尿素调节碱性
(NH2)2CO + 3H2O
2NH4+ + 2OH- + CO2
加热到90-100 oC尿素， 同时释放出OH-
导晶沉淀法
• 借助晶化导向剂引导非晶型沉淀转化为 晶型沉淀
化
催化剂
单组分沉淀法
• 制备非贵金属的单组分催化剂或载体
Al3+ + OH-
Al2O3.nH2O
载体Al2O3
焙 烧 a- Al2O3， g- Al2O3， h-Al2O3
共沉淀法
• 多个组分同时沉淀（各组分比例较恒定， 分布也均匀）
Na2CO3
合成甲醇 CuO-ZnO-Al2O3
Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al (NO3) 3 溶液
熟化条件
➢ pH 9.5～10.5 ➢ 温度 60℃ ＜40℃ 易得 α—三水铝石 ➢ 时间 3 ～4小时
时间长，比表面下降，而SO42- 脱除完全，杂 质含量少
沉淀条件 ➢ pH 5—6
➢ 并流加料使沉淀介质 pH恒定，沉淀物紧密、
均匀、易过滤、易洗涤
二、浸渍法
• 将载体放进含有活性物质的液体中浸渍
典型表面 积 /m2 g-1
氧化镁 约200
典型孔径 /nm
约2
低表面积
氧化硅 0.1~0.6
2~60
氧化钍 约80
1~2
氧化铝 （α）
0.1~5
氧化铝 （g） 150~400
0.5~2
氧化锆 150~300
不同孔径 氧化铬 80~350
＜2
催化剂制备的要点
• 多种化学组成的匹配
– 各组分一起协调作用的多功能催化剂
固态反应，微晶适度烧结） • 活化（在一定气氛下处理使金属价态发
生变化）
水玻璃 硫酸铝 偏铝酸钠 氢氧化钠
混合
实例一 分子筛的合成
成胶 晶化
过 滤
干燥
洗
涤
NaY原粉
Na型 丝光 沸石
实例二活性氧化铝的制备（沉淀法）
g — Al2O3 和h— Al2O3 1、酸法沉淀工艺
配制硫酸铝溶液：
60 ～70 ℃
干
洗
过
燥
涤
滤
500oC电炉 200目 100 ～110℃ 200Ω/cm 活化6 h
2、影响因素 沉淀剂种类
用Na2CO3 NH4OH NaOH 作沉淀剂，制得假一 水软铝石脱水得g— Al2O3 g—Al2O3 硬而透明，耐磨性能和抗压性能强
用NaAlO2 沉淀剂，pH 8.6～9.6中和，制得β-— 三 水铝石，脱水得到 h— Al2O3 h—Al2O3 较软的白垩状，机械强度相对较差
硫酸铝粉碎
水
密度 1.2 ～ 1.23 Al2(SO4)3
同时配 20%（wt） Na2CO3
Al2(SO4)3 Na2CO3
预
沉过 洗
熟
热
淀滤 涤
化
并流混合
pH=5～6 不断搅拌
50～60 ℃ 蒸馏水, SO42- 不显 为止
氨水溶液 60℃, 4 h pH 9.5～
10.5
g- Al2O3
煅碾 烧磨
X,Y分子筛 合成
分子筛合 成原料
加晶种 晶化
无定型物 转
X，Y晶体 化
高结晶度
沉淀时金属盐类的选择
• 一般选用硝酸盐（大都溶于水） • 贵金属为氯化物的浓盐酸溶液 • 铼选用高铼酸（H2Re2O7）
沉淀时沉淀剂的选择
• 易分解挥发除去（氨气，氨水，铵盐， 碳酸盐等）
• 形成的沉淀物便于过滤和洗涤（最好是 晶型沉淀，杂质少，易过滤洗涤）
(加氢精制，脱硫，脱氮)
Ni / 陶瓷载体 (水气变换) Cu /Zn / Al2O3 (低温变换)
Fe3O4 (氨合成)
Ag (环氧乙烷合成)
助催化剂 Ni, Co
K
ZnO K2O Al2O3 碱
功能 增强C-S链和C-N键氢解
改善消碳作用
减轻Cu的烧结
电子给与体，促进N2解离 结构性助催化剂 增加选择性，阻止晶粒增 大，稳定某些氧化态。
预处理：比表面250m2/g, 0.56ml/g 540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6%
120oC 干燥 590oC活化焙烧分解
负载型重整催化剂
高温还原活化
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
多次浸渍法
• 重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性 物质含量较高的催化剂
• 可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附
浸渍液配制 ➢ 要求：
一般用活性组分化合物应该是易溶 于水的，活性组分金属的易溶盐配成溶 液，在焙烧时能分解成所需的活性组分
必须使无用组分在热分解或还原过
程中挥发出去
浸渍溶液浓度必须控制恰当 a. 过浓：
• 一定物理结构的控制
– 粒度、比表面、孔体积
催化剂的一般制备方法
• 不同制备方法，成分、用量相同，但催 化剂的性能可能不同
– 沉淀法 – 浸渍法 – 混合法 – 离子交换法
一、沉淀法
• 沉淀剂加入金属盐类溶液，得到沉淀后 再进行处理
金属盐溶液
NaOH(Na2CO3) NH3.H2O
沉淀
活
洗涤 干燥 焙烧 研磨 成型
催化剂制备方法
催化作用
• 改变化学反应的速度，控制反应方向和 产物构成
反应物
催化剂
催化剂－反应物
产物
催化剂的特性
• 加快化学反应的速度，但不进入化学反 应计量
• 催化剂对反应有选择性 • 只能加速热力学上可能的反应 • 不改变化学平衡的位置
催化剂的分类
• 多相反应固体催化剂（石化工业应用最多）
锌-锰-镁 脱硫催化剂
碳酸锌
氧化镁 机混
二氧化锰
350 oC分解 碳酸锌
焙 烧
喷球
焙烧
脱硫 催化剂
混合法实例：加氢裂化催化剂制备（混捏法）
1、加氢裂化催化剂组成 NiO 5 ～ 7% WO3 18 ～22% P2O5 1～ 3% REUSY 20～ 40% g-Al2O3 20 ～ 30% 粘合剂(Al2O3) 15～ 20%
类别 功能 状态
催化剂例
金属：
多金属 簇，合
金
加氢 脱氢 氢解 (氧化)
负载
低负载的 Pt/Al2O3 , Ru/ SiO2 Pt-Ru /Al2O3 , Ni-Cu / Al2O3
高负载的 Ni / Al2O3 , Co / 硅藻土
多孔 Raney Ni , Co 等 Fe-Al2O3-K2O
整体 Pt网 , Ag网
硅胶 TiO2 活性碳
200~800 40~200
NOx 还原（环保） 邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸
600~1800 乙炔制醋酸乙烯酯，贵金属催化剂选择加氢
刚玉陶瓷 0.5~1 乙烯制环氧乙烷
常见载体的宏观物理性质
载体
高表面积 氧化硅
典型表面 积 /m2 g-1
200~800
典型孔径/nm 2~5
载体
使用条件： 温度 360 ～ 420℃ 压力 5 ～ 15 MPa 寿命 1～ 2年
2.加氢裂化催化剂制备（混捏法）
(NH4)2WO4
Ni (NO3)2 g-Al2 O3 H3 PO4
混
挤
合
条
干
焙
碾
成
燥
烧
压
型
REUSY
Al2 O3 HNO3
粘合剂
四、离子交换法
• 利用离子交换作为其主要制备工序的催 化剂制备方法
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
浸渍法实例（溶胶－浸渍法）
Ni (NO3)2水溶液
Ti(O-C4H9)4+C2H5OH
混合液(溶胶)
g-Al2 O3 烘干
干基载体
浸渍 催化剂前体 干燥 焙烧
催化剂成品
三、混合法
• 直接将两种或两种以上物质机械混合
负载
NiO / Al2O3 , MoO3 / Al2O3 MoS2 / Al2O3 , WS2 / Al2O3
二元的共凝胶 SiO2 - Al2O3
结晶
沸石
天然粘土 超强酸
蒙脱土
超强酸SbF5·HF ,卤化物/ 载体
反应例 醇脱水 丙烯氨化氧化
加氢脱硫 催化裂化
2. 助催化剂材料的选择
1) 调变性助催化剂