催化剂常用制备方法概要

固体酸中心类型
HZSM—5沸石上B酸、L酸与吡啶作用后的红外光谱
酸中心的酸强度及其测定
酸强度是指给出质子的能力(B酸强度)或者接 受电子对的能力(L酸强度)。酸强度表示酸与碱 作用的强弱，是一个相对量。
用碱性气体从固体酸脱附的活化能，脱附温度， 碱性指示剂与固体酸作用的颜色等都可以表示 酸的强度。通常用酸强度函数H0表示固体酸强 度，H0也称为Hammett函数。
第三章 催化剂常用制备方法
§3-1 催化材料分类 §3-2 溶胶－凝胶法 §3-3 复合组分催化剂的制备方法 §3-4 负载型催化剂的制备方法 §3-5 其他方法 §3-6 催化剂的成型 §3-7 催化剂的工业制造
§3-1 催化材料分类
一.金属、合金 二.金属氧化物 三.酸式催化剂 四.金属盐类 五.碱式催化剂 六、金属硫化物 七、纳米催化剂
(2)合金催化剂的催化特征
协同效应(Synergetic Effect) ▪金属催化剂对反应的选择性，可通过合金加以调变。
例如： 加入Cu后
{ Ni 脱氢 得到
氢解 得到 CH4等低碳烃
{ } NiCu 脱氢活性几乎不变
选择性升高
氢解活性降低
▪合金也可促进稳定性 例如：Pt-Ir比Pt催化剂的稳定性大为提高
Pt-Rh及Pt-Rd废气燃烧所用催化剂，为防止空气 污染立了大功。
分类：
Ⅰ ：第八族+第一副族 用于烃的氢解、加氢、
脱氢
例如:Ni-Cu，Pd-Au
Ⅱ ：第一副族+第一副族 用于改善部分氧化反应
的选择性
例如:Ag-Au，Cu-Au
Ⅲ ：第八族+第八族
用于增加催化剂活性的
稳定性
例如:Pt-Ir，Pt-Fe
La2 / 3 MnO3
LaNiO3 ( 0.25)
三.酸式催化剂
功能：催化裂化、聚合、异构化、歧化、 烷基化、聚合、水合、水解等
工业上应用的酸催化剂多数是固体酸， 常见的有硅酸铝、氧化物、分子筛，金 属盐类、酸性离子交换树脂等。
近30年来，对于固体酸的催化剂的组成、 结构、活性、选择性等与其表面酸中心 的形成和酸性质的联系有了比较深入的 了解，使得多相酸催化在理论和实践上 获得了长足的进展。
N吸H收3吸峰附在在31B20酸c中m心-1，上及，l4接50受c质m子-1处形（成HN-HN4的＋变， 形振动谱带）。
固体酸中心类型
吡啶做探针的红外光谱法
以吡啶做探针的红外光谱法，是广泛采用的方 法。
吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子，其红外 特征吸收峰之一在l 540 cm-1 处。
吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物，特征 吸收峰在1447—1460 cm -1处。
用于吸附的气态碱有NH3、吡啶、正丁胺等， 比较更好的是三乙胺。
酸中心的酸强度及其测定
程序升温脱附法(TPD法)
气态碱吸附法已发展为程序升温脱附法(TPD 法)。TPD法是将预先吸附了某种碱的固体酸 在等速升温并通入稳定流速载气条件下，表 面吸附的碱到了一定的温度范围便脱附出来， 在吸附柱后用色谱检测器记录描绘碱脱附速 度随温度的变化，即得TPD曲线。这种曲线 的形状、大小及出现最高峰时的温度Tm值， 均与固体酸的表面性质有关。
酸中心的酸强度及其测定
气态碱吸附法
当气态碱分子吸附在固体酸中心上时，吸附在 强酸中心上的比在弱酸中心上稳定，也更难脱 附。当升温排气脱附时，吸附弱的碱首先排出， 故根据不同温度下排出的碱量，可以给出酸强 度和酸量。实验是将固体样品置于石英弹簧天 平上，经抽空后再引进有机碱蒸气使之吸附。 如长时间抽空样品重量不变，那么遗留在样品 上的碱量就可作为化学吸附量。
例如：BaTiO3、CuCr2O4、Bi2Mo6 ⑴尖晶石结构
常用作氧化和脱氢过程，结构式为AB2O4 例如： 1 丁烯 脱H丁二烯，MgFe2O4
活性组分：Fe2 Fe3 丙烯氨氧化：NH3+C3H6+3/2O2→CH2=CHCN+3H2O ⑵钙钛矿结构(O是非化学计量)
La2/3TiO3 (0.007 0.079)
C
CH3
SO2 O2 V2O5 SO3
CH3 O2 V2O5
CH3
CO O
CO
2.多组分的金属氧化物催化剂 例如：SiO2-Al2O3
B酸 L酸
协同组分催化剂
例如：CO H2 CH3OH，催化剂Cu ZnO Al2O3
C2H5
H2
CH CH2
催化剂为Fe2O3 Cr2O3 K2O
3.复合氧化物
区分B酸中心还是L酸中心。 研究NH3和吡啶等碱性物质在固体表面上
吸附的红外光谱可以作出这种区分。
固体酸中心类型
NH3在固体表面上吸附的红外光谱
NH3吸附在L酸中心时，是用氮的孤对电子配位 到L酸中心上，其红外光谱类似于金属离子同 NH3的配位络合物，吸附峰在3300 cm-1及1640
cm-1 （ H-N-H变形振动谱带）处；
▪合金的类樱桃模型
合金的微晶由其组成不同于体相的薄的表面层所 包封。
表面富集的是合金中升华热低(表面自由能低)的组 分。
例如：Ni-Cu，Cu在表面富集。
二.金属氧化物
功能：烃类的选择性氧化、脱氢、脱硫、脱水。
1.单一活性组分
例如：Al2O3、Cr2O3、V2O5、ZnO
O来自百度文库
(CH3 )2 CHOH ZnO H3C
一.金属、合金
功能：加氢、脱氢、氢解、（氧化）
1.负载型
⑴低负载型的催化剂 负载量：0.3%~0.5% 例如：Pt/Al2O3、Ru/SiO2、Pt-Re/ Al2O3 、Ni-Cu/ Al2O3 一般均为贵重金属催化剂 ⑵高负载型的催化剂 活性组分载入量：40％～70％ 例如：Ni/Al2O3、Co/Al2O3
2.多孔型(不需要载体) 例如：Raney Ni、Co、Cu…. 形状类似海绵，用于油脂加氢 3.整体型 网型：Ag网、Pt网，用于氨氧化反应。
NH3 O2 NOx H2O
4.合金
⑴合金催化剂的重要性及其分类 双金属合金催化剂的应用，在多相催化剂发展史上 写过光辉的一页。 例如：
Pt-Re及Pt-Ir重整催化剂的应用，开创了无铅汽 油的重要来源。
Brönsted和Lewis酸碱的定义
凡是能给出质子或者接受电子对的物质称为酸 (B酸或L酸) NH3十H3O＋＝NH4＋十H2O
凡是能接受质子或者给出电子对的物质称为碱 (B碱或L碱) BF3十：NH3 F3B：NH3
固体酸中心类型
B酸中心和L酸中心两类 。 为了阐明固体酸的催化作用，常常需要