催化剂的制备方法
高效纳米催化剂的制备与应用方法
高效纳米催化剂的制备与应用方法催化剂是一种能够促进化学反应速率的物质,而纳米催化剂是指其粒径在纳米尺度范围内的催化剂。
由于纳米结构具有特殊的物理和化学性质,纳米催化剂在催化反应中展现出优异的性能。
因此,制备高效纳米催化剂并应用于各种催化反应已成为当今催化领域的研究热点之一。
一、纳米催化剂的制备方法1. 溶液法制备:溶液法是一种常用的纳米催化剂制备方法。
该方法将金属前驱体溶解在溶剂中,并通过还原、沉淀、水热合成等过程生成纳米尺度的催化剂。
溶液法具有制备简便、可控性好的优点,可以制备出各种金属和金属合金的纳米催化剂。
2. 气相沉积法制备:气相沉积法是一种通过气相状态下的化学反应来合成纳米催化剂的方法。
该方法通常使用金属有机化合物或金属卤素化物作为前驱体,通过热解反应将金属沉积在载体上。
气相沉积法制备的纳米催化剂粒径分布窄,具有较高的活性和选择性。
3. 等离子体法制备:等离子体法是一种利用等离子体在气相或液相中形成纳米颗粒的方法。
该方法通过激发等离子体产生高能物种,将金属前驱体转化为纳米颗粒。
等离子体法制备的纳米催化剂具有高比表面积和较好的分散性能。
二、纳米催化剂的应用方法1. 催化剂载体的选取:催化剂载体是纳米催化剂的重要组成部分,选择合适的催化剂载体可以提高催化活性和稳定性。
常用的催化剂载体材料包括氧化物、硅胶、活性炭、纳米碳管等。
根据不同的反应类型和催化剂特性,选择合适的载体材料并进行表面修饰可以提高催化效果。
2. 催化反应条件的优化:催化反应条件的选择对于纳米催化剂的应用至关重要。
通过调节温度、压力、反应物浓度等条件,可以优化催化反应过程,提高反应速率和选择性。
同时,采用现代仪器分析技术对催化反应进行动态监测,可以实时了解反应过程中的催化剂变化,为催化反应的优化提供有力支持。
3. 表面修饰的方法:纳米催化剂在催化反应中表面吸附和反应物转化过程起着重要作用。
通过在催化剂表面引入特定的功能基团,或者结合其他助剂、共催化剂等,可以改变催化剂的表面性质,提高催化活性和选择性。
化学反应中催化剂的制备方法
化学反应中催化剂的制备方法化学反应中催化剂是一个极其重要的组成部分,它能够促进反应速度,降低所需要的温度及压力,降低反应活化能等。
在化学工业中,催化剂是不可或缺的组成部分,对于一些复杂的反应而言,催化剂也是非常关键的。
那么,如何制备催化剂呢?催化剂的制备方法有很多种,不同的反应需要不同的催化剂,因此催化剂的制备方法也各不相同。
下面,我们将从三个方面来讨论催化剂的制备方法。
一、物理化学法制备催化剂物理化学法是制备催化剂的常用方法之一。
它通过改变催化剂的表面结构,改变催化剂的形貌、形态,来达到提高催化剂效率的目的。
比如,采用热处理、电化学方法、物理吸附等方法可以制备出具有均匀孔径、大比表面积等特点的催化剂。
这种方法制备出来的催化剂具有高效、稳定、易于再生等优点,被广泛应用于各种化学反应中。
二、化学合成法制备催化剂化学合成法是一种较为常用的制备催化剂的方法。
它利用化学反应的原理,采用一定的方法及工艺条件来合成催化剂。
这种方法可以得到具有特定功能的催化剂,可以对催化剂进行定制,使其具有其他传统制备方法所不具备的性质。
例如,在金属催化剂的制备中,常常采用化学还原、溶胶-凝胶等方法。
这些方法不仅可以得到纳米尺寸的催化剂,还可以通过添加不同的催化剂过渡金属、调控反应条件等方法得到具有特定性质的催化剂。
三、生物制备法制备催化剂除了物理化学法和化学合成法以外,生物制备法也是一种较为新颖的催化剂制备方法。
生物体内合成各种酶类可以作为参考,设计合成人工酶,以替代催化剂,来实现反应过程的加速,降低催化剂对环境的污染等目的。
生物制备法中,核壳结构的金属纳米粒子成功应用于大量的催化反应中,例如,银纳米颗粒,由于具有特殊的光学性质,已经成功应用于光催化反应中。
生物制备法制备的催化剂,不仅性能稳定,而且具有良好的环保性和可再生性,因此受到越来越多的关注和研究。
总之,催化剂是化学反应中不可或缺的重要组成部分,催化剂的制备方法也是很多的。
化学催化剂的制备方法
化学催化剂的制备方法化学催化剂在各个领域中都扮演着重要的角色,例如在工业化生产、环境保护和能源转化等方面。
制备高效的催化剂对于提高反应效率和产品选择性至关重要。
本文将介绍几种常见的化学催化剂制备方法。
一、沉积法沉积法是制备催化剂常用的方法之一。
通过在载体上制备沉积层,可以增加催化剂的活性和选择性。
常用的沉积法包括浸渍法和气相沉积法。
浸渍法是将载体浸泡在催化剂溶液中,使催化剂沉积于载体表面。
这种方法具有操作简单、适用范围广的优点。
气相沉积法则是利用气体反应生成沉积物,常见的气相沉积方法有化学气相沉积和物理气相沉积。
二、共沉淀法共沉淀法是通过共沉淀过程制备催化剂。
通常将两个或多个金属盐溶液混合,在适当的条件下发生沉淀反应,生成催化剂。
这种方法可以调控催化剂的成分以及晶体结构,从而影响催化剂的性能。
三、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是利用溶胶和凝胶的特性,在溶胶阶段形成固体凝胶,并通过热处理生成催化剂。
这种制备方法具有成本低、适用范围广的特点。
四、微乳液法微乳液法是一种在溶胶和凝胶形成前,通过适当的界面活性剂和助剂形成的稳定微乳液中制备催化剂。
这种方法能够控制催化剂的形貌和粒径,从而影响催化剂的活性和选择性。
五、溶胶自组装法溶胶自组装法是一种制备催化剂的较新方法。
通过选择具有亲疏水性的功能分子,在溶液中自组装形成乳液,进而生成催化剂。
这种制备方法能够调控催化剂的孔径和分散度,提高催化剂的性能。
六、共沉淀-还原法共沉淀-还原法是一种通过先共沉淀生成前驱体,再进行还原处理制备催化剂的方法。
这种方法能够调控催化剂的成分和晶体结构,从而影响催化剂的活性和选择性。
在使用以上制备方法时,还可以通过调控反应条件、添加助剂等手段进一步改善催化剂的性能。
此外,还可以采用纳米材料制备方法来制备纳米尺度的催化剂,提高效率和选择性。
总之,化学催化剂的制备方法多种多样,每种方法都有其适用范围和特点。
通过合理选择制备方法和优化制备条件,可以制备出高效、高选择性的催化剂,促进各领域的化学反应。
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。
催化剂制备方法
关于浸渍时间的几种情况:
1)活性组分在孔壁的吸附速率快于扩散速率,导致活 性组分吸附在孔口(时间或活性组分浓度不够);
2)浸渍后过滤,静臵,吸附的活性成分重新解吸,通
过再分配实现均匀分布(不立刻干燥); 3)浸渍后不过滤,载体外活性成分不断扩散至孔道内, 实现均匀分布(增加浸渍时间)。
3)浸渍前载体的状态 载体状态不同使组分在载体内部 的分布不均匀,且当浸渍液浓度愈 大,不均匀性愈显著。在同样浓度 的浸渍液条件下,干燥载体内浸渍 组分的分布比湿载体时均匀。
匀 pH稳定 多组分同时 沉淀 沉淀均 匀
(5)pH值 沉淀法中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溶液的 pH值得影响
沉淀方法的分离 1)单组分沉淀法 单组份沉淀法是通过沉淀剂与一种特 殊组分溶液作用以制备单一组分沉淀物 的方法。 例:氧化铝的制备 碱法:Al3+ + OH- Al2O3· nH2O 酸法:AlO2- + H3O+ Al2O3· nH2O
浸渍法的影响因素: 1)盐浓度盐、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)
a
VpC 1 VpC
100%
浸渍液浓度(以氧化物计),g/ml
载体比孔容,ml/g
2)浸渍时间: t=2η/δx x2/r 渗透时间与粘度系数、表面张力、孔径 和粒度有关 在氧化铝上浸渍含Ni化合物
2.分子筛的制备 制备分子筛主要通过混合液成胶、晶化、洗 涤、成型及活化等步骤。以下介绍影响分子筛 制备的几个因素。 (1)硅铝比。不同型号的分子筛有其固定的硅铝 比,如A型为2.0左右。 (2)基数。基数是指反应物料中氧化铝的摩尔浓 度。A型为0.2-0.3mol/L. (3)碱度。指晶化过程中,反应液中所含碱的浓 度,一般以Na2O的摩尔度表示。 (4)晶化温度和晶化时间。一般规律是,高温晶 化需时短,低温晶化需时长。 (5)成胶温度。一般情况下,温度越高越易成胶。
单原子催化剂的制备方法
单原子催化剂的制备方法
制备单原子催化剂的方法可以分为两类:直接法和间接法。
一、直接法:
1.有机骨架法:通过在有机骨架上固定金属原子,并在高温条件下去
除有机骨架来制备单原子催化剂。
这种方法通常是通过与精确数目的金属
原子配位的有机骨架来实现的。
2.增强扩散法:将金属盐溶于溶剂中,然后将其吸附到活性炭或其他
支撑体上,并在高温条件下进行热处理,使金属原子在支撑体上扩散和扩散,形成单原子催化剂。
3.吸附解离法:在合适的条件下,将金属原子通过物理吸附或化学吸
附固定在载体上,并使用适当的方法进行解离,使金属原子成为单原子催
化剂。
二、间接法:
1.高温还原法:将金属盐溶解在溶剂中,然后将其吸附到载体上,并
在高温条件下进行还原。
在还原过程中,金属原子会扩散和聚集在载体上,并形成单原子催化剂。
2.调控晶核成核法:通过控制金属盐与还原剂的反应速率,使金属原
子在载体表面形成稳定的晶核。
然后再通过控制晶核的生长速率和形状来
合成单原子催化剂。
3.鸟巢效应法:通过选择具有合适孔径的载体,使金属原子在载体的
孔道中固定,形成单原子催化剂。
以上是一些常用的制备单原子催化剂的方法。
然而,由于单原子催化剂制备的高度复杂性和精确性,这些方法可能在不同体系中具有不同的效果。
因此,制备单原子催化剂仍然是一个具有挑战性的领域,需要更多的研究和进一步的探索。
催化剂制备方法及应用
催化剂制备方法及应用
催化剂的制备方法及应用包括但不限于以下几个方面:
1. 物理法:通过物理方法调整催化剂的形貌和结构,例如溶胶凝胶法合成具有特定孔径和表面积的催化剂颗粒。
2. 化学法:利用化学反应合成催化剂,常用的方法包括共沉淀法、沉积法、水热合成法等。
例如,通过改变沉淀反应的温度、pH 值、反应物浓度等条件,可以得到具有不同晶相和组成的催化剂。
3. 熔融法:在高温条件下,将催化剂原料破碎后经过筛分、混合、还原后得到某种催化剂,得到的催化剂活性高、稳定性高。
4. 离子交换法:各反应物离子分散后,自由交换到负载上,最后经过洗涤、干燥、焙烧等操作成型,通过离子交换法得到的催化剂具有较高的分散度、催化性能,适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂的制备。
在应用方面,绿色化工生产方面主要包括加氢还原反应、氧化反应、催化重整等,加快了绿色化工生产速度,提高了化工生产效率。
此外,通过催化作用,加快了汽车尾气净化,而且促进了有机废气无污染且快速充分的燃烧,产生的燃烧尾气还能催化还原,很大程度上减少了环境污染。
催化剂制备方法
浸渍法的影响因素: 1)盐浓度:
➢ 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)
a VpC 100% 1 VpC
载体比孔容,ml/g 浸渍液浓度(以氧化物计),g/ml
2)浸渍时间: t=2η/δx x2/r
渗透时间与粘度系数、表面张力、孔径 和粒度有关
Al2O3·nH2O
(2)共沉淀法
共沉淀法是将催化剂所需的两个或两 个以上组分同时沉淀的一个方法。
注意:
各金属盐、沉淀剂浓度、介质pH值、 加料方式等条件件必须满足各个组分同 时沉淀的要求
共沉淀时是否可形成复合碳酸盐的金属
金属
Al
Mg
Ca
Zn
Cu
是
否
否
是
Fe
是
是
否
否
Ni
是
是
否
否
Zn
是
否
否
×
Mg
二、沉淀法制备催化剂举例
1.Al2O3的制备(单组分沉淀剂)
多数情况下都是先制备氧化铝的水合物, 然后将其转化为Al2O3。水合氧化铝一 般有四种:α-Al2O3.3H2O-水氧铝αAl2O3.H2O-水软铝石、βAl2O3.3H2O-拜尔石、βAl2O3.H2O-水硬铝石。
A、α-Al2O3.H2O的制备
在交换过程中,根据交换离子的种类和 交换度的不同,需要注意交换温度、交 换浓度等因素。
分子筛上的离子交换过程:
分子筛的化学组成:
Mn+·[(Al2O3)p·(SiO2)q]·wH2O M 是n价碱金属、碱土金属阳离子,特 别是钠离子。p, q, w分别是氧化硅、氧 化铝、结晶水的分子数。通过改变这些 变数和分子筛晶胞内四面体的排列组合 (链状、层状、多面体等)可以衍生各 种类型分子筛。
催化剂常用制备方法
1.1、过量浸渍法
即将载体泡入过量的浸渍液中,待吸附 平衡后,过滤、干燥及焙烧后即成。 通常借调节浸渍液浓度和体积来控制负 载量。
1.2、等量浸渍法
将载体与它可吸收体积相应的浸渍液相混合, 达到恰如其分的湿润状态。只要混合均匀和干 燥后,活性组分即可均匀地分布在载体表面上, 可省却过滤和母液回收之累。但浸渍液的体积 多少,必须事先经过试验确定。 对于负载量较大的催化剂,由于溶解度所限, 一次不能满足要求;或者多组分催化剂,为了 防止竞争吸附所引起的不均匀,都可以来用分 步多次浸渍来达到目的。
+
Sperical M icelles
+
+
+
+
+
Rod-like M icelles
Hexagonal Phase
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Lam ellar Phase
(七) 制备催化剂的其它技术
模板法等新技术 溶胶-凝胶法 均相催化剂固相化等新方向
模板法
Self-Assem bling of Surfactant
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。
化学催化剂的制备与应用
化学催化剂的制备与应用化学催化剂是一类能够加速化学反应速率的物质,广泛应用于能源转化、化学合成、环境保护等领域。
本文将介绍化学催化剂的制备方法和其在不同领域中的应用。
一、化学催化剂的制备方法1. 物理法制备:物理法制备催化剂是通过物理方法改变原材料的结构和形态,从而提高其催化性能。
常见的物理法制备方法有沉淀法、溶胶-凝胶法和气相沉积法。
(1)沉淀法:通过溶液中的化学反应,在溶液中形成沉淀物,然后经过干燥和煅烧等处理,得到催化剂。
沉淀法制备的催化剂具有较高的比表面积和良好的分散性。
(2)溶胶-凝胶法:通过溶胶的迅速凝胶化反应,制备催化剂。
溶胶-凝胶法制备的催化剂具有高度均匀的微观结构和孔洞结构。
(3)气相沉积法:利用气相反应在催化剂的载体上生成活性组分,然后经过煅烧等处理,得到催化剂。
气相沉积法制备的催化剂具有较高的催化活性和选择性。
2. 化学法制备:化学法制备催化剂是通过化学反应将原材料转化为催化剂。
常见的化学法制备方法有均相合成法和异相合成法。
(1)均相合成法:将原材料在溶液或气相中进行反应,形成催化剂。
均相合成法制备的催化剂具有较高的纯度和活性。
(2)异相合成法:将原材料分散在固体载体或多孔材料中,并通过反应生成催化剂。
异相合成法制备的催化剂具有较高的比表面积和稳定性。
二、化学催化剂的应用1. 能源转化领域:化学催化剂在石油加工、煤转化和生物质能源等领域有重要应用。
例如,石油加工中的催化裂化、催化重整和催化加氢等过程,都离不开催化剂的作用。
2. 化学合成领域:化学催化剂在有机合成和无机合成中起到重要的作用,能够加速反应速率、提高产率和选择性。
例如,氢化催化剂常用于有机化合物的加氢反应中;氧化催化剂则常用于有机物氧化反应中。
3. 环境保护领域:化学催化剂在大气污染治理和废水处理中有广泛应用。
例如,三元催化转化器能够减少汽车尾气中有害气体的排放;催化氧化法则能够降解废水中的有机污染物。
4. 生命科学领域:化学催化剂在生命科学研究和医药领域有着重要应用。
催化剂制备方法
催化剂是一种用于加速化学反应的物质。
催化剂制备方法有很多种, 主要有以下几种:
1.溶解法: 将催化剂材料溶解在溶剂中,然后用溶解液制备催化剂。
2.沉淀法: 将催化剂材料溶解在溶剂中,然后加入适当的沉淀剂,使催化剂材料沉淀
出来。
3.共沉淀法: 将催化剂材料和另一种材料一起溶解在溶剂中,然后加入适当的沉淀剂,
使催化剂材料和另一种材料共同沉淀出来。
4.烧结法: 将催化剂材料烧结制备催化剂。
5.溅射法: 将催化剂材料通过溅射方式制备催化剂。
6.化学气相沉积法(CVD): 通过在高温的气相中将催化剂材料的单质或化合物通过化
学反应沉积到所需的表面上。
7.共沉积法(ALD): 一种比CVD更精确的沉积方式,通过在高温气相中将两种或多种
化学物质通过化学反应沉积到所需的表面上。
催化剂制备方法的选择取决于催化剂材料的性质和应用需求, 选择合适的制备方法可以提高催化剂的性能。
单原子催化剂常用的制备方法
单原子催化剂常用的制备方法单原子催化剂是一种具有单个原子的催化剂,其表面上没有团簇或纳米尺寸的粒子。
由于其高比表面积和单原子活性位点的特点,单原子催化剂在催化反应中展现出优异的性能。
制备单原子催化剂的方法有多种,下面将介绍常用的几种方法。
1. 原位合成法原位合成法是一种常用的制备单原子催化剂的方法。
该方法通过在催化剂载体上进行原子的沉积和包裹,使其形成单原子催化剂。
常用的载体材料包括纳米材料、金属有机框架和碳基材料等。
原位合成法可以通过调控合成条件和催化剂配方来控制单原子催化剂的组成和结构。
2. 化学还原法化学还原法是制备单原子催化剂的一种简便有效的方法。
该方法通过将金属离子还原为金属原子,并使其均匀分散在载体上。
常用的还原剂有氢气、甲醇和乙醇等。
化学还原法可以在常温下进行,制备过程简单快捷,适用于大规模生产。
3. 离子交换法离子交换法是一种制备单原子催化剂的有效方法。
该方法利用催化剂载体表面的离子交换作用,将金属离子与载体表面的离子进行交换,从而形成单原子催化剂。
常用的载体材料包括金属氧化物、硅胶和离子交换树脂等。
离子交换法可以通过调节溶液浓度、离子交换时间和温度等参数来控制单原子催化剂的分散度和活性。
4. 负载法负载法是一种常用的制备单原子催化剂的方法。
该方法通过将金属原子负载在惰性载体上,形成单原子催化剂。
常用的载体材料包括氧化铝、硅胶和活性炭等。
负载法可以调节载体材料的性质和结构,从而影响单原子催化剂的活性和稳定性。
5. 原位还原法原位还原法是一种制备单原子催化剂的新兴方法。
该方法通过将金属前体与还原剂在反应体系中原位还原,形成单原子催化剂。
常用的还原剂有氢气、甲醇和乙醇等。
原位还原法可以在常温下进行,制备过程简单快捷,具有较高的催化活性和稳定性。
以上是常用的几种制备单原子催化剂的方法。
不同的制备方法有不同的优势和适用范围,可以根据具体需求选择合适的方法。
随着制备技术的不断发展,相信将会有更多高效、简便的方法被开发出来,为单原子催化剂的制备和应用提供更多可能性。
催化剂的制备方法
• • •
•
• •
• 超临界技术 • 超临界:物质处于临界温度和临界压力之上的状态。超临界态 兼有固体和液体的性质。用于干燥、萃取、气凝胶制备。 • 催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,现在几乎有半 数以上的化工产品,在生产过程里都采用催化剂。例如,合成氨生产 采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制 橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。所以催化剂还 有很大的发展空间,将给我们的生活带来更多的惊喜。 • 微乳液法 • 微乳液技术是一种全新的技术,它是由Hoar和Schulman于1943 年发现的,并于1959年将油-水-表面活性剂-助表面活性剂形成的均 相体系正式定名为微乳液(microemulsion)根据表面活性剂性质和 微乳液组成的不同,微乳液可呈现为水包油和油包水两种类型。 • 特点:微乳液是热力学稳定体系;尺寸在10-100nm之间;透明或 半透明
3.滚涂法
• 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
4.喷雾蒸干法
• 用于制颗粒直径为数十微米至数百微米的流化床用催化剂。如间二 甲苯流化床氨化氧化制间二甲腈催化剂的制造,先将给定浓度和体积 的偏钒酸盐和铬盐水溶液充分混合,再与定量新制的硅凝胶混合,泵入 喷雾干燥器内,经喷头雾化后,水分在热气流作用下蒸干,物料形成 微球催化剂,从喷雾干燥器底部连续引出。
• 沉淀法有:
• ①共沉淀法,将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一种方 法。其特点是一次操作可以同时得到几个组分,而且各个组分的分布比较均 匀。如果组分之间形成固体溶液,那么分散度更为理想。为了避免各个组分 的分步沉淀,各金属盐的浓度、沉淀剂的浓度、介质的pH值及其他条件都须满 足各个组分一起沉淀的要求。 ②均匀沉淀法,首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合,造成一个十 分均匀的体系,然后调节温度,逐渐提高pH值,或在体系中逐渐生成沉淀剂 等,创造形成沉淀的条件,使沉淀缓慢地进行,以制取颗粒十分均匀而比较 纯净的固体。例如,在铝盐溶液中加入尿素,混合均匀后加热升温至90~ 100℃,此时体系中各处的尿素同时水解,放出OH-离子:
催化剂制备的主要七种工艺
催化剂制备的主要七种工艺2016-04-16 12:25来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部各种贵金属载体催化剂(1)浸渍法将载体置于含有活性组分的溶液中浸泡,达到平衡后将剩余液体除去(或将溶液全部进入固体)再经干燥、煅烧、活化等步骤,即得催化剂。
负载组分仅仅分布在载体表面上,利用率高,用量少,成本低。
广泛用于负载型催化剂的制备,尤其适用于低含量贵金属催化剂。
(2)沉淀法用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶或不溶化合物,经分离、洗涤、干燥、煅烧、成型或还原等工序,制得成品催化剂。
广泛用于高含量的非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂或催化剂载体。
(3)离子交换法在载体上金属离子交换而负载的方法。
具有表面羟基的二氧化硅凝胶,氧化处理过的活性炭,硅酸盐,沸石分子筛等,表面可以和其它阳离子交换,可得到高分散性的金属催化剂。
(4)共混法将活性组分与载体机械混合后,碾压至一定程度,再经挤条成型,最后煅烧活化制得催化剂。
(5)滚涂法和喷涂法将活性组分先放在一个可摇动的容器中,再将载体布于其上,经过一段时间的滚动,活性组分逐渐黏附其上,为了提供滚涂效果,有时也要添加一定的黏合剂。
喷涂法和滚涂法类似,但活性组分不同载体混在一起,而是用喷枪或其塔手段喷附于载体上。
喷涂法中加热条件十分重要,对喷涂效果影响很大。
(6)沥滤法(骨架催化剂或Raney催化剂的制备方法)在制备过程中,将活性组分和非活性组分在高温下做成合金,粉碎后用碱溶解非活性金属,活性金属形成均匀骨架,具有金属分散度高、催化剂活性高等优点。
(7)气相合成法分为物理蒸发凝结法和气相化学反应法两种。
前者用等离子火焰把原料汽化再急冷凝结,可合成氧化物、碳化物和金属的超细粉末。
后者是由挥发性金属氧化物蒸汽的热分解或挥发性金属氧化物与其它气体反应,可得到高纯度、分散性良好微粒子。
催化剂制备方法大全
催化剂制备方法简介1、催化剂制备常规方法(1)浸渍法a过量浸渍法b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)a单组分沉淀法b多组分共沉淀法c均匀沉淀法(沉淀剂:尿素)d超均匀沉淀法(NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9)e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。
f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NaY 制HY(9)滚涂法和喷涂法(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。
2、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a 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。
常见催化剂生产方法
化工催化剂的常见的制备方法主要有:浸渍法、共沉淀法、沥滤法、热溶解法、电解法和离子交换法。
01浸渍法:浸渍法是制备固体催化剂的常用方法之一。
01方法浸渍法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多孔载体的表面,并渗透到载体的内表面,当浸渍平衡后,将剩余的液体或气体除去,再进行干燥,焙烧、活化等即可制得催化剂。
浸渍法制备的催化剂的活性组分均匀地分布在载体的细孔中,具有均匀的、较高的活性组分。
02原理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;活性组分在孔内扩散及在载体表面吸附。
03应用浸渍法适用于制备稀有贵金属催化剂,活性组分含量较低的催化剂,以及需要高机械强度的催化剂。
04优点载体形状尺寸已确定,载体具有合适的比表面积、孔径、强度和导热率;活性组分利用率高,成本低;生产方法简单,生产能力高。
05缺点焙烧产生污染气体;干燥过程会导致活性组分迁移。
06分类等体积浸渍法;过量浸渍法;多次浸渍法;沉淀浸渍法;蒸汽浸渍法;加压浸渍法;超声浸渍法。
02沉淀法:沉淀法在催化剂制备中也比较常见。
01方法在金属盐溶液中加入沉淀剂,生成难溶金属盐或金属水合氧化物,从溶液中沉淀出来,再经过老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或催化剂载体。
沉淀的形成包括晶核的生成和晶核的长大。
02晶核的形成均相成核:当溶液过饱和状态时,构晶离子由于静电作用,通过缔合而自发形成晶核的作用。
异相成核:溶液中的微粒等外来杂质作为晶种诱导沉淀形成的作用。
03晶核的长大晶核形成之后,构晶离子就可以向晶核表面运动并沉积下来,使晶核逐渐长大的,最后形成沉淀微粒。
04常用的沉淀剂碱类:氨水、NaOH、KOH碳酸盐:(NH4)2CO3、Na2CO3 、CO2有机酸:CH3COOH、H2C2O4CH3COONH4 、(NH4)2C2O405应用沉淀法广泛用于制备高含量的非贵金属、非金属氧化物催化剂或催化剂载体。
催化剂的八种制造方法
催化剂的八种制造方法催化剂是一种能够加速化学反应速度、降低活化能、提高反应选择性和控制反应产物的物质。
催化剂的制造方法多种多样,下面介绍八种常见的催化剂制造方法。
1.沉淀法:沉淀法是最常见的催化剂制备方法之一、先将金属离子溶液和沉淀剂混合,形成沉淀物,然后进行过滤、洗涤和干燥等步骤,最后得到催化剂。
这种方法制备的催化剂具有较高的比表面积和孔隙结构,适用于液相反应和气相反应。
2.水热法:水热法是在高温高压下进行反应的一种方法,常用于金属氧化物的制备。
通过将金属盐和其他配体混合后在高温高压水溶液中反应,可以形成纳米级的催化剂颗粒。
3.溶胶凝胶法:溶胶凝胶法是通过混合溶胶和凝胶溶液,然后将其干燥和煅烧得到催化剂。
这种方法制备的催化剂可以具有较高的均一性和比表面积。
4.气相沉积法:气相沉积法是一种将气体中的金属化合物沉积在基体上的制备方法。
常用的气相沉积方法有化学气相沉积法和物理气相沉积法。
5.离子交换法:离子交换法是通过将固体催化剂放置在含有目标离子的溶液中,利用离子交换反应将目标离子固定到催化剂上,然后进行洗涤和干燥得到催化剂。
6.真空蒸发法:真空蒸发法是一种将金属蒸发到基体上形成薄膜的制备方法。
通过在真空环境下加热金属源,使其蒸发并在基体上沉积。
7.化学还原法:化学还原法是一种通过还原剂将金属离子还原成金属的制备方法。
通常采用类似硼氢化钠、甲醇等还原剂将金属离子还原成金属,然后通过过滤和洗涤等步骤得到催化剂。
8.活性炭负载法:活性炭负载法是将金属催化剂负载在活性炭上的制备方法。
通过将金属催化剂溶解于溶剂中后,与活性炭进行浸渍和干燥等步骤,催化剂分散在活性炭上。
以上是八种常见的催化剂制备方法,不同的方法适用于不同的催化剂和反应体系。
催化剂的制备方法对催化剂的结构和性能有重要影响,因此在制备过程中需要根据具体需求选择合适的制备方法。
金属催化剂制备方法
金属催化剂制备方法宝子,今天咱来唠唠金属催化剂的制备方法呀。
一、沉淀法。
这就像是给金属离子找个合适的“家”让它们沉淀下来。
把含有金属离子的溶液,和一种能让金属离子沉淀的试剂混合。
比如说,要制备铜催化剂,就把含铜离子的溶液和氢氧化钠溶液混合,铜离子就会和氢氧根离子结合,形成氢氧化铜沉淀。
不过呢,这个过程得控制好条件,像溶液的浓度、温度、pH值啥的。
要是pH值不对,可能沉淀就不完全,或者会有杂质混进去。
就像做饭的时候,调料放错了量,那味道可就不对喽。
二、浸渍法。
这个方法有点像给载体“穿衣服”。
先找个载体,像活性炭之类的,它就像个小模特。
然后把金属盐溶液浸渍到这个载体上。
就好比把颜料涂到画布上一样。
让金属离子附着在载体的表面。
之后再经过干燥、焙烧这些步骤,把金属盐变成金属氧化物或者金属单质。
但是这里面也有小窍门哦,浸渍的时间长短、金属盐溶液的浓度,都会影响最后的效果。
要是浸渍时间太短,可能金属离子没都“穿上”载体这个小模特,那催化效果就不好啦。
三、还原法。
这是把金属氧化物或者金属盐变成金属单质的好办法。
就像把生锈的铁变回光亮的铁一样。
可以用氢气或者一氧化碳这些还原剂。
把金属氧化物和还原剂放在一起,在一定的温度和压力下,让它们发生反应。
不过呢,这个过程得小心点,因为还原剂有时候挺调皮的,要是控制不好,可能会发生一些副反应。
就像小朋友玩耍的时候,一不注意就可能闯个小祸。
四、合金化法。
这个就像是给金属找个小伙伴一起合作。
把两种或者多种金属混合在一起,形成合金。
比如把铂和铑制成合金催化剂。
不同金属之间相互配合,有时候能产生很神奇的效果。
但是要把它们制成均匀的合金也不容易呢,就像要把不同性格的小伙伴融合在一起,得找到合适的方法,像高温熔炼之类的,还得保证它们混合得很均匀,不然有的地方一种金属多,有的地方另一种金属多,那催化性能可就大打折扣啦。
好啦,宝子,金属催化剂的制备方法大概就是这些啦,是不是还挺有趣的呢?。
催化剂常用制备方法
• 沉淀法 • 溶胶-凝胶法 • 微乳液法 • 热解法 • 其他制备方法
01
沉淀法
直接沉淀法
总结词
通过直接反应在溶液中产生沉淀物的方法。
详细描述
直接沉淀法是在适当的条件下,使所需的沉淀组分直接从溶液中析出,经过滤、分离、洗涤、干燥或煅烧等工序, 最后得到催化剂的方法。该方法操作简单,对设备要求不高,常用于制备一些简单无机盐类的催化剂。
02
溶胶-凝胶法
金属醇盐法
原理
金属醇盐在一定条件下水解,生成金 属氧化物或氢氧化物,再经缩聚形成 凝胶,最后经过热处理得到催化剂。
优点
应用
广泛应用于氧化物催化剂、分子筛催 化剂等制备。
可控制催化剂的粒径和比表面积,制 备条件温和,适用于多种金属的制备。
金属氧酸盐法
原理
金属氧酸盐在一定条件下分解,生成金属氧化物 或氢氧化物,再经过热处理得到催化剂。
和性质的催化剂。
水包油型微乳液法
要点一
总结词
通过将水性物质、油性物质和表面活性剂混合,形成水包 油型微乳液,进而制备催化剂的方法。
要点二
详细描述
水包油型微乳液法与油包水型微乳液法类似,只不过分散 相和连续相的组成相反。通过将水性物质、油性物质和表 面活性剂混合,形成水包油型微乳液。在水包油型微乳液 中,水性物质作为分散相被油性物质和表面活性剂形成的 连续相所包裹。同样地,通过控制微乳液的组分和制备条 件,可以获得具有特定形貌和性质的催化剂。
05
其他制备方法
超临界流体法
总结词
高效、环保的制备方法
VS
详细描述
超临界流体法是一种在超临界状态下制备 催化剂的方法,具有高效、环保的优点。 该方法利用超临界流体的特殊性质,实现 对催化剂的形貌、结构和性能的有效调控 ,广泛应用于工业催化过程。
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2)晶核的生长 晶核生成后更多的溶质分子或离子向晶核的表面扩散,使晶 核长大。晶核生长包括扩散和表面反应两步,先扩散至固液 界面上,然后经表面反应进入晶格.当扩散和表面反应达到平 衡时,晶核生长速率为 ks(C-C* ) ----s指晶体表面积,k指表面反应速率常数。 3.沉淀温度 当溶液中溶质数量一定时,温度高则过饱和度降低,使晶核 生成的速率减小;温度低使溶液过饱和浓度增大,使晶核生 成速率提高。一般温度与晶核生成速率关系曲线存在极大值 (抛物线)。晶核生成速率最大对应的温度低于晶核生长速 率最大对应的温度,所以低温一般得到小颗粒。
非晶形沉淀的形成条件: 1)在含有适当电解质、较浓的热溶液中进行沉淀。由于电解质 的存在,能使胶体颗粒凝聚,又由于溶液较浓,离子的水合程 度较小,这样就可以获得比较紧密凝聚的承典。在不断搅拌下, 迅速加入沉淀剂,使其尽快分散到全部溶液中,于是沉淀迅速 析出; 2)待沉淀析出后,加入较大量的热水稀释,减小杂质在溶液中 的浓度,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,应立即过滤,以防沉淀进一步凝聚。在某些特定条 件下,也可以加热水放置熟化,以制备特殊结构的沉淀。如在 活性氧化铝的生产过程中,常常先制出无定形沉淀,根据需要, 采用不同的熟化条件,生成不同类型的水合氧化铝,经煅烧转 化为-Al2O3或-Al2O3。
金属盐溶液 NaOH(Na2CO3)
沉淀
洗涤 干燥 焙烧 研磨 成型 催化剂
活 化
(一)沉淀法的控制因素
1.沉淀剂的选择
1)尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂。常用沉淀 剂有氨气、氨水和铵盐,还有二氧化碳和碳酸盐和碱类以 及尿素等。最常用的沉淀剂是氢氧化铵和碳酸铵等; 2)形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。盐类沉淀剂原则上 可以形成晶形沉淀,而碱类沉淀剂都会生成非晶形沉淀(最
水热合成,温度在150C以上称为高温水热合成。低 温水热合成有利于得到孔径较大的沸石,大多数是出 于非平衡状态的介稳相。
(三)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)
(四)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
PH中性
三元混合氧 化物沉淀
3.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363373K,溶液中有如下反应, 并生成均匀的Al(OH)3沉淀:
尿素调节碱性
(NH2)2CO + 3H2O
好是晶型沉淀,杂质少,易过滤洗涤) ;
3)沉淀剂的溶解度要大一些(这样被沉淀物吸附的量就少); 4)沉淀剂不应造成环境污染沉淀剂的溶解度要大
2.溶液浓度的影响
溶液中生成沉淀的首要条件之一是其浓度超过饱和浓度。 溶液的饱和度:α=C/C* C:溶液浓度 溶液的饱和度:β=(C-C* )/C* C*:溶液饱和浓度 溶液浓度对沉淀过程的影响表现在对晶核的生成和晶核生 长的影响。
第二章 催化剂的制备
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。
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
沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中,加进沉淀 剂,以便生成水合氧化物,碳酸盐的结晶或凝胶。将生成 的沉淀物分离,洗涤,干燥后,即得催化剂。
2.共沉淀法:是将催化剂所需的两个或两个以上组分同时 沉淀的一个方法。其特点是一次可以同时获得几个组 分,而且各个组分的分布比较均匀。如果各组分之间 能够形成固溶体,那么分散度更为理想。所以共沉淀 法常用来制备高含量的多组分催化剂或催化剂载体。 Na2CO3 合成甲醇 CuO-ZnO-Al2O3 Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al (NO3) 3 溶液
(五)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)
(六)沉淀法制备催化剂举例
(1)Al2O3的制备(单组分沉淀法)
先制成氧化铝的水合物,再将其转化为Al2O3。 水合氧化铝一般有四种: -Al2O33H2O:水氧铝;-Al2O3H2O:水软钼石 -Al2O33H2O:拜尔石;-Al2O3H2O:水硬铝石 常见氧化铝按晶形分成8种,可归为两类: 1)低温氧化铝(低于873K煅烧而得):包括、、x、和型, 统称为族。 2)高温氧化铝(在11731273K下煅烧而得):包括、、 三种类型,统称为族。-Al2O3为最稳定态,使高温煅烧而得 的惰性Al2O3,是一种比表面较小的载体。又称刚玉。
催化化学概述
引言
一、催化化学在国民经济中占有十分重要的意义
工业制造的化学品的生产过程,有80%涉及催化( 包括环保、农用化学品、化肥、燃料、手性化学品、医 用化学品、三大合成材料、精细化学品等)。并且,每 种新催化剂和催化工艺的研制成功,都会引起包括化工 、石油加工等重大工业在内的生产工艺上的改革,生产 成本大幅降低,并为改变人类生活提供一系列新产品和 新材料。 现代人所面临的许多困难,如自然资源的开发、新能源 的利用以及污染等问题的解决,也都要部分地依赖于催 化过程。
1.2 催化剂的分类
多相反应固体催化剂(石化工业应用最多)
– Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油
均相反应酸、碱、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)
1.3 催化剂的构成与功能
一、催化剂的组成
工业催化剂通常是由多种物质组成的,但一般有三种 组分,即活性部分、载体、助催化剂。 1.活性组分 对某反应具有催化活性,为主要成分,也称主催化剂 (合成NH3中的Fe)。 2.载体(Al2O3 ) 是活性组分的分散剂、粘合剂和支撑体,是负载活性 组分的骨架,其主要作用是提供孔结构和高表面积, 同时增大催化剂的强度;还可以改善催化剂的热传导 性能,以满足反应过程的传热要求;减少活性组分的 用量,特别是贵金属的用量;有时可提供附加活性。
分子筛合 成原料
加晶种 晶化
5.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溶度积和相对过饱和度,为了得 到更大的过饱和度,水溶液温度升到常压沸点以上, 为了保持液相,必须加压。在高压状态下水的气相和 液相可以共存。水在高温、高压下时称之为水热状态。 在此状态下合成无机化合物称为水热合成,此反应称 为水热反应。利用水热合成可以合成大的单晶和新的 沸石分子筛。水热合成的温度在150C以下称为低温
(二)沉淀法分类
1.单组分沉淀法:是通过沉淀剂与一种待沉淀组分溶液作 用以制备单一组分沉淀物的方法。既可以用来制备非 贵金属单组分催化剂或载体,与其他操作单元相配合, 又可用来制备多组分催化剂。
Al3+ + OH-
Al2O3.nH2O 焙 烧
载体Al2O3
α- Al2O3, γ- Al2O3, η-Al2O3
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。
6.沉淀与母液的分离方法 丙烯选择氧化制丙烯醛催化剂Mg8Fe3Mo12On的制备过程中沉 淀的分离: 方法1:过滤干燥焙烧 方法2:蒸发干燥焙烧
7晶形沉淀与非晶形沉淀的形成条件 晶形沉淀的形成条件: 1)开始沉淀时,沉淀剂应在不断搅拌下均匀而缓慢的加入, 以免发生局部过浓现象,同时也能维持一定的过饱和度。沉 淀应在适当稀的热溶液中进行。沉淀完毕,应待熟化、冷却 后过滤洗涤; 2)沉淀应放置熟化。沉淀在其形成之后发生的一切不可逆变 化称之为熟化。这些变化主要是结构变化和组成变化。熟化 过程中,细小晶体会溶解并沉积在粗晶体上,从而可以得到 颗粒大小较为均匀的粗晶体,同时也导致孔隙结构和表面积 的变化。还可以去除杂质。此外,刚形成的沉淀不一定具有 稳定的结构,如草酸钙在室温下沉淀得到CaC2O42H2O和 CaC2O43H2O的混合沉淀,与母液放置一段时间后会变成稳定 的CaC2O4H2O。
催化领域以-Al2O3和-Al2O3应用最多,其实验室制备方法为: 1) -Al2O3:将Al(NO3)3水溶液在不断搅拌下缓慢加到 NH4OH溶液中,将得到的沉淀立刻过滤、洗涤,并在393K下 干燥50h,便得-Al2O33H2O。若再在873K煅烧24h,即得 -Al2O3。 2) -Al2O3:将Al(NO3)3水溶液在不断搅拌下缓慢加到 NH4OH溶液中,并在此过程中保持溶液的pH值在7以上,沉 淀过程完成后放置4h,过滤后将滤饼倒入水中放置12h,再过 滤后,于393K下干燥72h,得拜尔石-Al2O33H2O,在523K空 气气氛下煅烧16h,再升温至773K煅烧24h,即得-Al2O3。
二、催化化学又一门综合的科学
催化化学是在漫长的历史发展过程中,从许多别的学科 ,包括物理学、生物学以及化学各分支学科中吸取了大 量的成就的基础上发展起来的一门边缘科学。
第一章 催化作用与催化剂
1.1 催化作用及其特征
一、催化剂与催化作用的定义
能够改变某化学反应的速率而不改变该反应的标 准自由能变的物质,称为催化剂,催化剂的这种作用 称为催化作用。 反应物