3、学提出的问题,相互学习交流(以学号注册的同学视参与程度增加平时成绩_)5.答疑、考前辅导、请假、补课等等化学家,为化学找个家!催化Catalyticchemistryistheheartofindustrialchemistryinwhichchemicalreactionsareusedtotransforminexpensiverawmaterialsintohigh-valueproducts.Inordertocarryoutachemicaltransformationorasynthesis,chemicalp
4、rocessesareused,andinmorethan85%ofthesecasesacatalystisalsoemployed.Moreover,inexcessof80%ofthesecatalyticprocessesutilizesolidcatalysts.催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。铂黑能够将乙醇氧化成丁醋酸。1836年,在物理学与化学年鉴杂志上发表了一篇论文,首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念。催化剂定义国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)1981年的定义:催化剂是一种改变反应速率但不改变反
5、应总标准吉布斯自由能的物质。催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。一般定义一般定义在化学反应里能改变(加快或减慢)其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后(反应过程中会改变)都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。其物理性质可能会发生改变,例如MnO2在催化氯酸钾生成氯化钾和氧气的反应前后由块状变为粉末状。AsubstancethatchangestherateofareactionwithoutmodifyingtheoverallstandardGibbsenergychangeinthereactionCat
6、alyststhatspeedthereactionarecalledpositivecatalysts.Substancesthatslowacatalystseffectinachemicalreactionarecalledinhibitors.102021/6/16112021/6/16催化剂种类催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂;按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂;按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。均相催化剂(Homogen
7、eouscatalysts)催化剂和反应物同处于一相,没有相界存在而进行的反应,称为均相催化作用,能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。均相催化剂包括液体酸、碱催化剂、溶性过渡金属化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以分子或离子独立起作用,活性中心均一,具有高活性和高选择性。多相催化剂(Heterogeneouscatalysts)多相催化剂又称非均相催化剂呈现在不同相的反应中,即和它们催化的反应物处于不同的状态。生物催化剂(Biocatalysts)酶122021/6/16催化剂均相催化剂(酸碱催化)非均相催化剂(多相固体催化剂)(精细化学品、聚合)茂金属络合物生产聚乙烯缺点:难以
8、与反应介质缺点:难以与反应介质分离;工业应用的贵金分离;工业应用的贵金属络合物成本高,无高属络合物成本高,无高效的活性和选择性效的活性和选择性优点:易于在较温和的优点:易于在较温和的条件下进行;反应性能条件下进行;反应性能单一,具有特定的选择单一,具有特定的选择性性载体(载体(Al2O3)酶催化剂(生物化工)主催化剂(合成主催化剂(合成NH3中的中的Fe)助催化剂(合成助催化剂(合成NH3中的中的K2O)共催化剂(石油裂解共催化剂(石油裂解SiO2-Al2O3)(石化工业应用最多)(石化工业应用最多)Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油催化裂化生产汽油132021/6/16142
9、021/6/16多相催化剂无载体、一体化催化剂(Carrier-freeorBulkcatalysts)负载型催化剂(Supportedcatalysts)涂层催化剂、整体式催化剂(Coatedcatalysts)多相催化剂缺点Thedisadvantagesofheterogeneouscatalystsare:Theactivecenterisnormallynotknown.Molecularmodelingforrationaldesignisdifficult.Thereproduciblesynthesisofempi
10、ricallyderivedcatalystformulationscanbedifficult.催化剂的制备不仅是一门科学、技术,更是一门艺术催化剂的制备不仅是一门科学、技术,更是一门艺术催化剂制备的科学原理162021/6/1617Preparationofsolidcatalysts:somebooks18催化剂化学品生产新技术(精细化工品实用生产技术手册)作者:汪多仁编出版社:科学技术文献出版社出版日期:2002年5月催化剂载体制备及应用技术著作者:朱洪法编著出版社:石油工业出版社出版日期:2002-5-14Preparationofsolid
12、一体化催化剂)沉淀法水热/溶剂合成法溶胶凝胶法微乳液法化学还原法Supportedcatalysts(负载型催化剂)(负载型催化剂)浸渍法离子交换法沉积沉淀法催化剂的成型沉淀法PrecipitationMethod金属氧化物、金属盐、复合组金属氧化物、金属盐、复合组分催化剂、催化剂载体的制备分催化剂、催化剂载体的制备232021/6/16242021/6/16何谓沉淀法252021/6/1626何谓沉淀法在金属盐溶液中加入沉淀剂,生成难溶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,从溶液中沉金属盐或金属水合氧化物,从溶液中沉淀出来,再经淀出来,再经老化、
13、过滤、洗涤、干燥、老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或等工序制得催化剂或催化剂载体催化剂载体广泛用于制备广泛用于制备高含量的非贵金属高含量的非贵金属、(非)、(非)金属氧化金属氧化物物催化剂或催化剂载体催化剂或催化剂载体沉淀法的生产流程原料原料沉淀剂沉淀剂混合混合沉淀沉淀陈化陈化催化剂成品催化剂成品干燥干燥成型成型活化活化过滤洗涤过滤洗涤272021/6/1628Schematicdrawingforalaboratoryset-upforcontrolledprecipitationreactions29实际实验室中的简单装置实际实
16、核就迅速聚集成细小的无定形颗粒无定形颗粒,得到非晶形沉淀非晶形沉淀,甚至是胶体晶核长大速率晶核生成速率:溶液中最初形成的晶核不多,有较多的离子以晶核为中心,按一定的晶格定向排列而成为颗粒较大的晶形沉淀晶形沉淀沉淀类型3536金属盐类和沉淀剂的选择金属盐类和沉淀剂的选择金属盐类的选择金属盐类的选择沉淀剂的选择沉淀剂的选择选择原则:不能引入有害杂质沉淀剂要易分解挥发沉淀剂溶解度要大提高阴离子的浓度,沉淀完全;被沉淀物吸附量少,易洗涤除去沉淀物溶解度要小沉淀完全,适用于Cu、Ni、Ag、Mo等较贵金属沉淀要易过滤和洗涤尽量选用能形成晶形沉淀的沉淀剂(盐类)沉淀剂必须无毒硝酸盐非贵金属
17、盐的首选硫酸盐、有机酸盐常用沉淀剂:碱类:氨水、NaOH、KOH碳酸盐:(NH4)2CO3、Na2CO3、CO2有机酸:CH3COOH、H2C2O4、CH3COONH4、(NH4)2C2O4影响因素影响因素372021/6/1638影响沉淀的因素影响沉淀的因素溶液的浓度溶液的浓度43mCCkNm晶核生成速率:21ddnCCAktmn晶核长大速率:生成速率或长大速率溶液过饱和度晶体大小晶核生成速率晶核生成速率晶晶核核长长大大速速率率晶体颗粒大小晶体颗粒大小结论:晶形沉淀应在稀溶液中进行(稀溶液中更有利于晶核长大)过饱和度不太大时(S=1.5-2.0)可得到完整结晶过饱和度较大时,结晶
18、速率很快,易产生错位和晶格缺陷,但也易包藏杂质、晶粒较小沉淀剂应在搅拌下均匀缓慢加入,以免局部过浓非晶形沉淀应在较浓溶液中进行,沉淀剂应在搅拌下迅速加入39Ce(NH3)2(NO3)6(10g)deionizedwater(25mL),tetrabutyltitanate(Ti(OC4H9)4,3mL)15wt%NaOHsolution(50mL)40温度温度结论:晶核生成速率、长大速率存在极大值(晶核生成速率最大时的温度比晶核长大速率最大时的温度低得多)低温有利于晶核生成,不利于晶核长大,一般得到细小颗粒晶形沉淀应在较热溶液中进行,并且热溶液中沉淀吸附杂质少
20、分先后沉淀沉淀不均匀pH多组分同时沉淀沉淀均匀pH稳定多组分同时沉淀沉淀均匀Precipitationprocessingroutes:forward(basetoacid)andreverse(acidtobase)precipitation,continuousprecipitation,andcorrespondingpHprofiles452021/6/1646搅拌强度搅拌强度沉淀时搅拌是必需的搅拌强度大,液体分布均匀,但沉淀粒子可能被搅拌浆打碎;搅拌强度小,液体不能混合均匀晶形沉淀:沉淀剂应在搅拌下均匀缓慢加入,以免局部过浓非晶形沉淀:沉淀
21、剂应在搅拌下迅速加入沉淀影响因素复杂。在实际操作中,应根据催化剂性能对结构的不同要求,选择合适的沉淀条件,控制沉淀的类型和晶粒大小,以便得到预定的结构和理想的催化性能沉淀法制备催化剂的研究重点47沉淀法的分类沉淀法的分类单组分沉淀法单组分沉淀法溶液中只有一种金属盐与沉淀剂作用,形成单一组分沉淀物(用于制备单组分催化剂或载体)(用于制备单组分催化剂或载体)例:氧化铝的制备酸法:Al3++OH-Al2O3nH2O碱法:AlO2-+H3O+Al2O3nH2O注意:对于两性物质,pH过高,沉淀会重新溶解氨水作沉淀剂时,氨浓度过高形成配离子,沉淀溶解(NH4)2CO3、Na2CO3
22、作沉淀剂时,可能生成碳酸盐、氢氧化物、碱式碳酸盐沉淀4849(多组分)共沉淀法(多组分)共沉淀法将含有两种或两种以上金属盐的混合溶液与一种沉淀剂作用,形成多组分沉淀物(用于制备多组分催化剂)(用于制备多组分催化剂)优点:分散性和均匀性好(优于混合法)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同时沉淀的要求Na2CO3作沉淀剂时,多组分可能生成复盐沉淀如,Na2CO3共沉淀硝酸铜与硝酸锌,形成(ZnCu)5(OH)6(CO3)250金属AlMgCaZnCu是否否是Fe是是否否Ni是是否否Zn是否否Mg是是否Ca否是否共沉淀时是否可形成复合碳酸盐的金属共
23、沉淀时是否可形成复合碳酸盐的金属复盐的形成进一步增加了沉淀物组成的均匀性,这对在复盐的形成进一步增加了沉淀物组成的均匀性,这对在焙烧过程形成化合物或固熔体有重要影响焙烧过程形成化合物或固熔体有重要影响51均匀沉淀法均匀沉淀法沉淀剂不直接加入待沉淀溶液中,而是首先把待沉淀溶液与沉淀剂母体混合,形成一个十分均匀的体系,然后调节温度,使沉淀剂母体逐步转化为沉淀剂,从而使沉淀缓慢进行,得到均匀纯净的沉淀物例:制取氢氧化铝沉淀优点:克服一般沉淀法中沉淀剂与待沉淀溶液混合不均匀、沉淀颗粒粗细不均、沉淀含杂质较多等缺点(NH2)2CO+3H2O2NH4++2OH+CO2(母体)(沉淀剂
24、)9010052沉淀剂母体沉淀剂母体OH-尿素S2-硫代乙酰胺PO43-磷酸三甲酯S2-硫脲C2O42-尿素与草酸二甲酯或草酸CO32-三氯乙酸盐SO42-硫酸二甲酯CrO42-尿素与HCrO4-SO42-黄酰胺常用的均匀沉淀剂母体常用的均匀沉淀剂母体表表预沉淀剂和所利用的反应预沉淀剂和所利用的反应加热到加热到90100尿素,同时释放出尿素,同时释放出OH-。生成的阴离子生成的阴离子预沉淀剂预沉淀剂反应反应OH尿素尿素(NH2)2CO+3H2O2NH4++CO2+2OHPO43三甲基磷酸三甲基磷酸(CH3)3PO4+3H2O3CH3OH+H3PO4C2O42尿素或尿素
25、或HC2O42HC2O4+(NH2)2CO+H2O2NH4++CO2+2C2O42SO42二甲基硫酸二甲基硫酸(CH3)2SO4+2H2O2CH3OH+2H++SO42SO42磺酰胺磺酰胺NH2SO3H+H2ONH4++H++SO42S2硫代乙酰胺硫代乙酰胺CH3CSNH2+H2OCH3CONH2+H2SS2硫脲硫脲(NH2)2CS+4H2O2NH4++CO2+2OH+H2SCO32三氯乙酸盐三氯乙酸盐2CCl3CO2+H2O2CHCl3+CO2+CO32CrO42尿素与尿素与HCrO42HCrO4+
27、2+HNO3溶液=1.1Ni/SiO2制备(苯选择加氢催化剂)形成均匀的水溶胶或胶冻,再经分离、洗涤、干燥、焙烧、还原即得催化剂56制备Ni-Al2O3实际操作取一广口瓶,里面装上所需的碱液。广口瓶里再浸入一较小的瓶子或小烧杯(里面盛上Ni和Al的前驱体溶液),要保证浸入后小烧杯的高度高于广口瓶中碱液的液面高度。取一玻璃棒置于小烧杯中,玻璃棒的顶端可到达广口瓶顶部。用盖子将广口瓶封住,这样玻璃棒恰好顶在小烧杯底和广口瓶底顶部。做好以上工作后将广口瓶倒过来迅速摇动,碱液和前驱体溶液迅速混合,均匀共沉淀生成.烧杯混合的溶液盖子玻璃棒玻璃大口瓶碱溶液57导晶沉淀法导晶沉淀法配位(共)
28、沉淀法配位(共)沉淀法借助晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法预加少量晶种引导结晶快速完整形成例:制备高硅钠型分子筛(丝光沸石、X型、Y型分子筛)先在金属盐溶液中加入配位剂,形成金属配位物溶液,然后与沉淀剂一起并流到沉淀槽中进行沉淀。由于配位剂的加入,控制金属离子的浓度,使得沉淀物的粒径分布均匀导向剂导向剂操作方式操作方式59间歇操作间歇操作a(Batchwiseoperation)优点优点:方法简单缺点:缺点:在沉淀过程中原料成分始终在变化,导致最初阶段形成的沉淀和后阶段的产品组分不一,分布不均加料方式尤为重要,逆加法(金属盐溶液加到沉淀剂中)得到的催化剂较为均
31、成条件:沉淀应在稀溶液中进行沉淀剂应在搅拌下均匀缓慢加入较热溶液中进行老化非晶形沉淀形成条件:非晶形沉淀形成条件:沉淀应在较浓溶液中进行沉淀剂应在搅拌下迅速加入沉淀后,加入较大量热水稀释(减少杂质),立即过滤小结:小结:66过滤与洗涤过滤与洗涤洗涤目的:去除杂质杂质类型:表面吸附洗涤形成混晶老化机械包藏老化洗涤操作:蒸馏水、去离子水、洗涤液(草酸铵溶液洗涤草酸盐沉淀)溶解度大的晶形沉淀用冷液洗涤;溶解度小的非晶形沉淀用温热的易挥发稀电解质溶液洗涤(硝酸铵溶液洗涤水合氧化铝沉淀,防止形成胶体)6768干燥与焙烧干燥与焙烧干燥目的:去除水分干燥条件:干燥温度(60-200oC
33、水蒸气)还原操作:器内还原(insitu)器外预还原(exsitu)如,合成氨熔铁催化剂707172沉淀法制备催化剂的案例分析沉淀法制备催化剂的案例分析活性活性Al2O3的制备的制备Al2O3可用作吸附剂、催化剂和催化剂载体。其中可用作吸附剂、催化剂和催化剂载体。其中-Al2O3用途最广,因为它表面积大,在大多数催化反应用途最广,因为它表面积大,在大多数催化反应的温度范围内稳定性好。的温度范围内稳定性好。-Al2O3被用作载体时,除可被用作载体时,除可以起到分散和稳定活性组分的作用外,还可提供酸、碱以起到分散和稳定活性组分的作用外,还可提供酸、碱活性中心,与催化活性组分起到协同作
34、用。活性中心,与催化活性组分起到协同作用。73例如例如重整催化剂:将贵重金属铂、铼载在-Al2O3或-Al2O3上。烃类脱氢催化剂,若将Cr-K载在-Al2O3或-Al2O3上,活性较好,而载在其他形态氧化铝上,活性很差。这说明它不仅起载体作用,而且也起到了活性组分的作用,因此,也称这种氧化铝为活性氧化铝。-Al2O3在反应中是惰性物质,只能作载体使用。沉淀法制备催化剂的案例分析沉淀法制备催化剂的案例分析活性活性Al2O3的制备的制备到目前为止,发现了许多结晶态,以确定的氧化铝有、九种。可分为低温型及高温型。、、Jade或Search-Match+PDF2004XRD分析软件分析软件
36、序、浓度和速度也有影响,沉淀中pH值不同,得到的水化物则不同。例如:催化实验催化实验:催化剂载体催化剂载体活性氧化铝的制备活性氧化铝的制备892021/6/16制备制备-Al2O3实例:实例:工艺流程示意图工艺流程示意图902021/6/16制备制备-Al2O3实例:实例:具体过程具体过程将工业硫酸产品粉碎,于将工业硫酸产品粉碎,于60-70温水中溶解,制成相对密度为温水中溶解,制成相对密度为1.21-1.23的的Al2(SO4)3溶液,同时配制质量含量为溶液,同时配制质量含量为20%的的Na2CO3溶液。将溶液。将此两种溶液分别加入各自的高温槽,然后经过热交换器预热至此两种溶液分别加入
37、各自的高温槽,然后经过热交换器预热至50-60,通过活塞开关并流到沉淀槽混合充分,通过活塞开关并流到沉淀槽混合充分,pH值控制在值控制在5-6,在不,在不断搅拌下形成无定形氢氧化铝沉淀。沉淀浆液送入到过滤器抽滤分离,断搅拌下形成无定形氢氧化铝沉淀。沉淀浆液送入到过滤器抽滤分离,沉淀移入洗涤槽打浆洗涤,洗液为沉淀移入洗涤槽打浆洗涤,洗液为50-60的蒸馏水,洗涤至不显的蒸馏水,洗涤至不显SO42-为止。洗净的沉淀转入为止。洗净的沉淀转入pH值为值为9.5-10.5,温度为,温度为60左右的氨左右的氨水溶液中静置陈化水溶液中静置陈化4h,陈化后沉淀物又重复过滤、洗涤,至溶液的,陈化后沉淀物又重复
38、过滤、洗涤,至溶液的比电阻超过比电阻超过200/cm,将沉淀物于,将沉淀物于100-110温度下干燥,制得半结温度下干燥,制得半结晶状的假晶状的假-水软铝石水软铝石(-Al2O3nH2O),最后在,最后在500焙烧焙烧6h,即可制,即可制得得-Al2O3。912021/6/16中和温度中和温度/50607080孔分布孔分布0505020020032744.035.130.127.647.345.650.451.08.719.319.521.4比表面积比表面积/m2g1227265253257BET孔容孔容/mlg10.4950.6670.7770.766平均孔径平均孔径/
40、所以低温一般得到小颗粒。1182021/6/16(4)加料顺序加料顺序对沉淀物性质有较大影响。正加法:将沉淀剂加到金属盐类溶液中;倒加法:将盐类溶液加到沉淀剂中。加料顺序通过溶液pH值的变化而影响沉淀物的性质,通过影响沉淀物的结构而改变催化剂的活性,还影响粒径的分布。以Cu-ZnO-Cr2O3为例:正加法得到Cu的碳酸盐稳定,倒加法得到的易于分解为氧化铜;正加慢加得到催化剂的比表面较小,而其它方法得到比表面较大;正加慢加得到的粒子大且不均匀,其它方法能得到较均匀的沉淀颗粒。1192021/6/16(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
41、液的分离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1202021/6/16(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
43、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。1222021/6/162、沉淀法的分类、沉淀法的分类(1)单组分沉淀法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。(2)共沉淀法(多组分共沉淀法)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。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。
46、是在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法发展起来的一种新方法,即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体,待浸渍单元操作完成之后,加热升温使待沉淀组分沉积在载体表面上。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。(5)导晶沉淀法导晶沉淀法借助晶化导向剂(晶种)引导非晶形沉淀转化为晶形沉淀的快速而有效的方法。最近普遍用来制备以廉价的水玻璃为原料的高硅钠型分子筛,包括丝光沸石、Y型、X型合成分子筛。1262021/6/16l原料的选择原料的选择金属盐类选择原则金属盐类选择原则:一般首选硝酸盐。一般首选硝酸盐。其次:硫酸盐、有机酸盐、金属复其次:硫酸盐、有机酸盐、金属复盐盐1272021/6
47、/16l原料的选择原料的选择沉淀剂选择原则沉淀剂选择原则:尽可能使用易分解并且易挥发成分的沉尽可能使用易分解并且易挥发成分的沉淀剂。淀剂。形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。沉淀剂的溶解度要大沉淀剂的溶解度要大沉淀物的溶解度应很小。沉淀物的溶解度应很小。沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染沉沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染沉淀剂淀剂:常用的沉淀剂是:常用的沉淀剂是:NHNH33、NaOHNHNaOHNH44OHOH、(NHNH44)22COCO33等铵盐。等铵盐。。1282021/6/16l沉淀形成的影响因素浓度浓度温度温度p
48、H值值加料方式和搅拌速度加料方式和搅拌速度1292021/6/16l沉淀形成的影响因素浓度浓度过饱和度过饱和度=C-C*/C*CV生成生成.V长大长大晶粒细小晶粒细小,Sg大大CV生成生成.V长大长大晶粒大晶粒大,Sg小小生成长大1302021/6/16l沉淀形成的影响因素温度温度低温低温小粒子小粒子高温高温大粒子大粒子最大生成最大生成温度远低温度远低于最大长于最大长大温度大温度1312021/6/16l沉淀形成的影响因素PH值值影响沉淀物生长和晶型影响沉淀物生长和晶型形成氢氧化物所需形成氢氧化物所需PH值值1322021/6/16l沉淀形成的影响因素正加法沉淀剂
50、1342021/6/16l干燥、焙烧和活化干燥、焙烧和活化干燥:用加热的方法脱除已洗净湿沉淀中干燥:用加热的方法脱除已洗净湿沉淀中的洗涤液。的洗涤液。焙烧:为继干燥之后的又一热处理过程。焙烧:为继干燥之后的又一热处理过程。活化:把钝态催化剂经过一定方法处理后活化:把钝态催化剂经过一定方法处理后变为活泼催化剂的过程。变为活泼催化剂的过程。1352021/6/16l焙烧目的焙烧目的通过物料的热分解,除去化学结合通过物料的热分解,除去化学结合水和挥发性杂质(如水和挥发性杂质(如CO2、NO2、NH3),),使之转化为所需要的化学成份。使之转化为所需要的化学成份。借助于固态反应、互溶、再结
51、晶,借助于固态反应、互溶、再结晶,获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等。表面积等。让微晶适度烧结,提高产品的机械让微晶适度烧结,提高产品的机械强度。强度。1362021/6/16隧道窑隧道窑1372021/6/163、沉淀法制备催化剂举例、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
52、):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。1382021/6/16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。1392021/6/16若有不当之处,请指正,谢谢!若有不当之处,请指正,谢谢!