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1、LOGO催化剂的制备方法浸渍法催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials ScienceContent浸渍法基本原理2制备催化剂的影响因素4浸渍法主要工艺5活性组分的不均匀分布3浸渍法概述1浸渍法制备催化剂示例6催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science一、浸渍渍法概述载体（如Al2O3）的沉淀载体的成型载体的预处
2、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College of Chemical Engineering and Materials Science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；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。催化剂的制备
3、方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science优点 载体形状尺寸已确定，载体具有合适比表面、孔径、强度、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；浸渍法缺点 焙烧产生污染气体； 干燥过程会导致活性组分迁移；催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science二、浸渍渍法基本原理 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；催化剂的制备方法浸渍法Colle
4、ge of Chemical Engineering and Materials Science三、活性组组分的不均匀分布均匀型 蛋壳型 蛋白型 蛋黄型Uniform Egg-shell Egg-white Egg-YolkActive phase/SupportSupport活性组分分布类型的选择（取决于催化反应宏观动力学） ：适用于反应受 外扩散控制适用于反应受 动力学控制适用于反应介质中有毒物 ，且载体又能吸附该毒物催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science添加竞争吸附剂选择合适的溶质和溶剂选择合适的载
5、体控制活性组分 分布的办法改变浸渍条件催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science四、制备备催化剂剂的影响因素浸渍液 性质 载体 性质影响 因素载体 预处理浸渍后 热处理竞竞争 吸附剂剂 浸渍 条件催化剂剂催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science活性组组分金属的易溶盐盐 硝酸盐盐、铵盐铵盐 、有机酸盐盐（乙酸盐盐等）；浸渍渍液浓浓度（取决于所要求的活性组组分负载负载 量）：催化剂中活性组分含量（以氧化物计）载载体比孔容，ml
6、/g浸渍渍液浓浓度（以氧化物计计），g/ml4.1 浸渍渍液性质质的影响浸渍液的配制催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.1.1 金属盐类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，所制备的催化剂中活性组分的分布是不同的。如图图4-1所示，制备备Pt Al2O3催化剂时剂时 ，氯铂氯铂 酸由于与Al2O3有强的吸附作用，浸渍渍后Pt高度集中在颗颗粒外表面；而二氨基二亚亚硝基铂铂由于几乎不被Al2O3吸附，催化剂剂中Pt近于呈均匀分
7、布； 图图4-1 不同浸渍渍液时时Pt在Al2O3上的浓浓度分布催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.1.2 浸渍渍液所用溶剂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。溶剂剂H2PtCl6/-Al2O3H2PtCl6/活性炭水均匀分布“蛋壳”型分布丙酮酮“蛋壳”型分布均匀分布表4-1 溶剂对活性组分在载体
8、上分布的影响催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.1.3 浸渍渍液浓浓度 浓浓度过过高，活性组组分在孔内分布不均匀，易得到较较粗的金属颗颗粒且粒径分布不均匀； 浓浓度过过低，一次浸渍渍达不到要求，必须须多次浸渍渍，费时费费时费 力； 当要求负载负载 量低于饱饱和吸附量，应应采用稀浓浓度浸渍渍液浸渍渍，并延长长浸渍时间渍时间 或使用竞竞争吸附剂剂，使吸附的活性组组分均匀分布；催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4
9、.2 载载体性质质的影响载载体的一般要求：机械强度高；合适的颗颗粒形状与尺寸、适宜的表面积积、孔结结构等；耐热热性好；导热导热 性能良好（针对针对 强放/吸热热反应应）；足够够的吸水性；载载体为为惰性，与浸渍渍液不发发生化学反应应；不含催化剂剂毒物和导导致副反应发应发 生的物质质；原料易得，制备简单备简单 ，无污污染；常用载体：氧化铝铝硅胶分子筛筛活性炭硅藻土浮石活性白土炭纤维纤维催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.2.1 载载体的选择选择 与预处预处 理载体的选择因反应不同而异：如，乙烯烯精制去除
10、少量乙炔（加氢氢）： Pd / -Al2O3对载对载 体的要求： 低比表面积积、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）催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.2.2 载载体的吸附性质质氧化物对对金属络络离子的吸附决定于以下参数：氧化物的等电电点浸渍渍液的pH值值金属络络离子的性质质氧化物载载体在水溶液中其表面能极化带电带电 ，粒子所带带电电荷性质质决定于所在溶液的pH值值，以S-OH代表粒子表面吸附剂剂；催化剂的制备方法浸渍法College of
11、Chemical Engineering and Materials Science 在酸性介质质中，S-OH+H+A-S-OH2+ +A-，按双电层电层 理论论，粒子带带正电电，其周围为带负电围为带负电 的反离子扩扩散层层； 在碱性介质质中，S-OH+B+OH-S-O-B+H2O，按双电层电层 理论论，粒子带带负电负电 ，其周围为带围为带 正电电的反离子扩扩散层层； pH值为值为 某一特定值值下，粒子带带正负电负电 荷相等，即不带电带电 ，或称带带零点电电荷(ZPC)，此状态态称为为等电电点状态态；+ + - -+ +-+H+A-B+OH-催化剂的制备方法浸渍法College of Chem
12、ical Engineering and Materials Sciencev 氧化物的等电电点可预测预测 它对对某种离子的吸附能力并大致估计计浸渍渍液的pH值值范围围。 对对等电电点极小的酸性氧化物，可选选用浸渍渍液pH1及阳离子配合物作活性组组分的前体； 对对等电电点较较大的酸性氧化物，可选选用阴离子配合物溶液作浸渍渍液； Al2O3为为两性氧化物，可选选用pH8和阳离子络络合物溶液作吸附剂剂；催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.2.3 载载体的孔结结构孔容 孔半径比表面积催化剂活性组分扩散催化
13、剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.3 载载体预处预处 理的影响载体的预处理抽真空 处理焙烧 处理化学改性 处理水泡 处理氧化铝的焙烧催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Sciencev 水泡处理 浸渍过程通常产生大量的吸附热，使浸渍液温度升高，有的浸渍液pH值低，由于酸的作用会给催化剂结构和强度带来不利影响采用水泡处理可以减少吸附热的影响v 焙烧处理 通过微晶烧结，提高机械强度； 除去载体中易挥发组分形成稳定结构； 使载体获
14、得一定的晶型、晶粒大小、孔结构及比表面积；催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Sciencev 载体的抽真空处理 提高载体的吸附容量，保证金属负载量v 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 度提高催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.4 竞竞争吸附剂剂的影响 在浸渍渍液中除了活性组组分以外，有时还时还 加入适量的第二组组分，载载体在吸附活性
15、组组分的同时时也吸附第二组组分，所加入的第二组组分就称为竞为竞 争吸附剂剂，这这种作用称为竞为竞 争吸附作用； 适量加入竞竞争吸附剂剂可使活性组组分达到均匀地分布；常用竞竞争吸附剂剂有柠柠檬酸、酒石酸、盐盐酸、草酸、乳酸、三氯氯乙酸等。催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science溶液固体溶液固体溶液固体(a)浸渍前(b) 浸渍渍后(c)竞竞争吸附剂剂浸渍渍后未吸附点 铂的吸附点 竞争剂吸附点 竞争吸附的典型例子:-Al2O3用氯铂酸溶液浸渍4.4.1 竞竞争吸附典型例子催化剂的制备方法浸渍法College of
16、 Chemical Engineering and Materials Science分子大小吸附平衡常数AB化学作用D 扩散性能C4.4.2 竞竞争吸附剂对剂对 活性组组分分布的影 响催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science4.5 浸渍渍条件的影响浸渍条件的影响浸渍时间浸渍液 浓度浸渍液pH值 及温度催化剂的制备方法浸渍法College of Chemical Engineering and Materials Science 浸渍时间Increasing impregnation timePt/Al2O3Al2O3I
