工业催化剂的制备(参考)

催化剂常用制备方法

催化剂常用制备方法 固体催化剂的构成 ●载体（Al2O3 ） ●主催化剂（合成NH3中的Fe） ●助催化剂（合成NH3中的K2O） ●共催化剂（石油裂解SiO2-Al2O3 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 基本制备方法： ?浸渍法(impregnating) ?沉淀法(depositing) ?沥滤法(leaching) ?热熔融法(melting) ?电解法(electrolyzing) ?离子交换法(ion exchanging) ?其它方法 固体催化剂的孔结构 （1）比表面积Sg 比表面积：每克催化剂或吸附剂的总面积。 测定方法：根据多层吸附理论和BET方程进行测定和计算 注意：测定的是总表面积，而具有催化活性的表面积（活性中心）只占总表面的很少一部分。 内表面积越大，活性位越多，反应面越大。 （2）催化剂的孔结构参数 密度：堆密度、真密度、颗粒密度、视密度 比孔容（Vg）：1克催化剂中颗粒内部细孔的总体积. 孔隙率(θ):颗粒内细孔的体积占颗粒总体积的分数． (一) 浸渍法 ?通常是将载体浸入可溶性而又易热分解的盐溶液(如硝酸盐、醋酸盐或铵盐等)中进 行浸渍，然后干燥和焙烧。 ?由于盐类的分解和还原，沉积在载体上的就是催化剂的活性组分。 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 ?第一，可使用现成的有一定外型和尺寸的载体材料，省去成型过程。（如氧化铝，氧 化硅，活性炭，浮石，活性白土等） ?第二，可选择合适的载体以提供催化剂所需的物理结构待性．如比表面、孔径和强 度等。 ?第三，由于所浸渍的组分全部分布在载体表面，用量可减小，利用率较高，这对贵 稀材料尤为重要。 ?第四，所负载的量可直接由制备条件计算而得。 浸渍的方法 ?过量浸渍法 ?等量浸渍法 ?喷涂浸渍法 ?流动浸渍法 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。 1.3．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 1.4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 (二) 沉淀法 ?借助于沉淀反应。用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转变为难溶化合物。经过分离、 洗涤、干燥和焙烧成型或还原等步骤制成催化剂。这也是常用于制备高含量非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂的一种方法。 ?共沉淀、均匀沉淀和分步沉淀 2.1、共沉淀方法 将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一个方法，可以一次同时获得几个活性组分且分布较为均匀。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

MoS2电催化剂的制备及性能研究第二章计算及实验原理

第1章 计算及实验原理 2、1引言 研究MoS 2电催化性能首先需要知道其催化原理及催化性能如何测试。本章主要从理论模型的计算与实验原理方向进行叙述: (1)介绍基于密度泛函理论的第一性原理,目的在于计算并理解MoS 2材料结构、形貌对于其催化性能的影响,寻找MoS 2电催化活性位点,对于正确设计实验起着必不可少的指导作用。 (2)介绍本文中主要使用的MoS 2电催化剂的制备方法原理,包括液相剥离法、水热法与微波辅助法,主要介绍了各种方法的原理及特点。 (3)介绍MoS 2电催化剂的电化学性能的测试与材料表征测试原理,包括:透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)与X 射线光电子能谱(XPS)测试,并探索它们在本课题中的应用。 2、2理论计算 为探究MoS 2这种材料对于电化学催化的活性位点,本文采用了基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)的第一性原理计算方法。第一性原理就是指基于量子力学的方法,通过求解薛定谔方程获取多粒子系统的各种参数,如系统总能量、固体能带、热导率、光学介电函数等。由于多粒子系统的复杂性使得直接求解这一系统的薛定谔方程并不现实。在计算过程中,通过密度泛函理论近似,将粒子的物理性质用粒子态密度函数描述。密度泛函理论由Hebenberg 与Kohn 提出,此外Kohn 与Sham 建立了科恩-沙姆(Kohn-Sham)方程[23],该方程为进行密度泛函理论近似提供基础。 ?????????=+'-''+==+-?∑?=N i XC KS i i i KS r r r E r r r r d r v r V r E r r V 1i 22)()()(][)()()]([)()()]]([[?ρδρρδρρ??ρ其中 (2-1) 在求解Kohn-Sham 方程时需给出确定的交换关联能,常用方法包括由Kohn 与Sham 提出的局域密度近似法(Local Density Approximation,LDA)与Perdew 等人提出的广义梯度近似法(Generalized Gradient Approximation,GGA)。本文在计算时采用GGA 近似方法,这种方法认为电子密度就是非均匀的。通过引入电子密度的梯度,得到GGA 近似下的交换相关能泛函:

对于三效催化剂的制备与研究的开题报告

对于三效催化剂的制备与研究的开题报告 对于三效催化剂的制备与研究的开题报告 一、综述： 汽车作为现代社会的交通工具，给人们的工作和生活都带来了极大的便利，但同时也对大气环境造成了严重污染。由于汽车保有量的急剧增加，且我国的汽车检查和维修系统不完善，及汽车尾气污染控制水平低等原因，致使汽车尾气污染日益严重。大量汽车尾气污染物集中在城市，造成城市中汽车污染源的污染分担率明显增加。汽车排出的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物、铅、二氧化硫等有害物质。这些污染物危害人类健康，影响动植物的生长;另外氮氧化合物与碳氢化合物在强日光的作用吓，遇到不利于扩散的气候和地理环境时可形成光化学烟雾，造成眼中的二次污染和生态环境的破坏。因此，限制和治理汽车排气污染已迫在眉睫。20世纪80年代中期出现了第三代的Pt/Rh/Pd三金属三效催化剂。该技术充分利用了Pd的耐高温性能和Rh优异的NOx催化净化能力，大大提高了三效催化剂的活性。它的净化原理是：将贵金属三效催化剂制成净化装置后装入汽车内，使催化剂与尾气中的CO、NOX和有机物起氧化还原作用而生成无害物质排出，从而达到消除有害气体的目的。 二、思路及方法： 三效催化剂一般由四部分组成，包括：载体、涂层、活性催化剂、催化剂助剂。三效催化净化法，对一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物都有催化作用。本实验准备制备以γ-Al2O3及其他金属物质或陶瓷为载体，用La和Ce作为催化剂助剂的三效催化剂，并初步研究其催化性能。 三、主要内容：

采用浸渍法、机械混合法、离子交换法等制备三效催化剂 改变不同条件和助剂，改良单钯三效催化剂的性能 探讨改良三效催化剂的催化作用 四、工作计划： 1、2021年12月至2021年2月：查阅相关文献资料，初步确定论文题目; 2、2021年3月：拟定实验方案; 3、2021年4月：进行实验研究; 4、2021年5月：撰写毕业论文，进行毕业答辩。

催化剂与工业生产

催化剂与工业生产 没有催化剂就没有现代化的工业，这是许多有识之士的共同观点。如果没有催化剂，大量的化学反应就不可能达到理想的速度，因而也无法实现大规模的化工生产。所以说，催化剂是随着现代化学工业的发展而产生的，而同时，催化技术的发展也推动了现代化学的发展。 工业生产中，催化剂是提高化学反应速度、控制化学反应方向的最为有效的手段之一。对于一个有用的化学反应，是否能实现工业生产，必须要考虑产率问题和速度问题。产率关心的是反应能进行到什么样的程度。而速度衡量的是化学反应进行的快慢，即反应达到合适的产率需要多长的时间。 工业生产中催化剂的选择 在许多工业生产中，催化剂作为一种必不可少的原料，是生产最重要的条件之一。这就意味着，要获得较高的生产效率，必须选择与生产相适应的催化剂。实际工业生产中，对于催化剂的选择是一门重要的学问。催化效率是选择催化剂要考虑的重要因素，但不是惟一因素，光有高的催化效率是不够的，有时候太高的催化效率反而会影响生产效率。一下就继续介绍。 根据经验，一个好的工业催化剂应该同时具备适宜的催化效率、较高的选择性和较长的使用寿命。 1.催化率 通常，为了提高工业生产的效率，应该选择使用催化效率更高的催化剂，但这并不是绝对的。比如，对于某些热效应较大的化学反应，如前面述及的二氧化硫的氧化反应，催化剂的催化效率如果过高的话，反应会在单位时间内放出大量的热量。如果这些热量不能及时、有效地从反应容器中被排走，则会导致反应容器中的温度急剧升高。温度的升高不仅会影响反应的产率，而且过高的温度会破坏催化剂的最适宜的温度条件，引起催化剂的烧结，从而丧失催化功能 2.催化剂选择性。 催化剂如果具有较高的选择性，则可以选择性地催化工业生产所需的主反应，而大大减少副反应的发生和副产物的生成。这不仅可以增大原料的利用率，而且可以简化反应后产物的净化、提纯处理等流程，节约成本。设想一下，如果一种催化剂对主反应具有很高的催化效率，但这个催化剂“不分敌我”，对于各个副反应也同样具有很高的催化效率，甚至催化效率比主反应还要高，那么这个催化剂的高效率只能是“帮倒忙”，不具有现实意义。 3.催化剂的寿命 催化剂的寿命，也就是催化剂的稳定性。催化剂虽然不是反应物，不会随着反应的进行而被消耗掉。但由于实际工业生产环境的影响，如高温、反应物中存在杂质等，都可能导致

催化剂的制备和应用

摘要: 均匀、连续、致密分子筛膜的合成和应用受到广泛关注。利用分子筛膜具有的筛分和催化作用，在传统颗粒催化剂或载体表面包覆分子筛膜形成复合型催化剂，可以实现膜基分离和催化过程的耦合，增加反应物选择性，提高目标产物收率。本文综述了近年来在不同类型颗粒催化剂或载体表面合成分子筛膜的制备方法，描述了分子筛膜包覆型复合催化剂用于不同催化反应体系的研究结果。同时，在归纳和总结已有研究成果基础上展望了分子筛膜包覆型催化剂的研究发展趋势。 关键词: 分子筛膜包覆载体膜催化反应器 Coated with molecular sieve membrane preparation and application of the catalyst Abstract:uniform, continuous, the synthesis and application of dense molecular sieve membrane is widely https://www.360docs.net/doc/b912536796.html,ing molecular sieve membrane is screening and catalysis, in traditional particle catalyst or carrier cladding molecular sieve membrane formation on the surface of composite catalyst, can realize the coupling of membrane separation and catalytic process, increase the selectivity of reactants, improve the target product yield.In recent years was reviewed in this paper in different types of particle catalyst or carrier surface preparation methods of synthesis of molecular sieves membrane, describes the molecular sieve membrane coated type composite catalyst used for the results of different catalytic reaction system.At the same time, on the basis of induction and summary of existing research results discussed coated with molecular sieve membrane research and development trend of catalyst. Keywords:molecular sieve membrane coated carrier membrane catalytic reactor 1引言 分子筛膜具有较高的热稳定性，较好的化学稳定性。耐腐蚀性以及与特种材料的生物相容性，自首次支撑体分子筛膜专利报道至今，沸石分子筛膜的研究及生产已经成为膜科学技术领域的研究热点之一。图1分子筛膜论文和专利发表数量随年份的趋势图。支撑体分子筛膜的使用拓宽了分子筛的应用范围，避免了直接使用分子筛粉末床层带来的高压降及成型时加入粘结剂带来的使用效率降低等问题，使分子筛膜规模化的工业应用成为可能。加上分子筛具有筛分效应，较大的比表面积，可控的客体-吸附质相互作用，使其可用于膜催化和分离。分子筛膜在膜分离、膜催化反应器、化学传感器、电极材料、光电器件、低介电常数材料以及保护层方面均有潜在的应用前景。

催化剂的工业生产要求

一、工业生产对催化剂的要求工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。 （1）活性 活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。 在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。 在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即 空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设备的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。 空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。），单位是s。 t。= 3600/Sv 实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。 催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。 （2）选择性 选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。催化剂的选择性表示如下： （3）寿命 催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。 通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。 活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用

固体催化剂制备原理与技术

1.催化剂的发展离不开催化新材料的开发，例如非晶态材料、纳米材料和介孔分子筛的合成和大量的应用实践。同时，催化科学还有催化剂表征技术的发展。 2.非晶态材料：非晶态材料也叫无定形或玻璃态材料, 这是一大类刚性固体,具有和晶态物质可相比较的高硬度和高粘滞系数。 普通玻璃是固体吗？你一定会说，当然是固体。其实，它不是处于固态（结晶态）。对这一点，你一定会奇怪。 这是因为玻璃与晶体有不同的性质和内部结构。 你可以做一个实验，将玻璃放在火中加热，随温度逐渐升高，它先变软，然后逐步地熔化。也就是说玻璃没有一个固定的熔点。此外，它的物理性质也“各向同性”。这些都与晶体不同。 经过研究，玻璃内部结构没有“空间点阵”特点，而与液态的结构类似。只不过“类晶区”彼此不能移动，造成玻璃没有流动性。我们将这种状态称为“非晶态”。严格地说，“非晶态固体”不属于固体，因为固体专指晶体；它可以看作一种极粘稠的液体。因此，“非晶态”可以作为另一种物态提出来。 除普通玻璃外，“非晶态”固体还很多，常见的有橡胶、石蜡、天然树脂、沥青和高分子塑料等。 纳米材料：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。 介孔分子筛：介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的具有巨大表面积和三维孔道结构的新型材料。介孔材料的研究和开发对于理论研究和实际生产都具有重要意义。 它具有其它多孔材料所不具有的优异特性：具有高度有序的孔道结构；孔径单一分布，且孔径尺寸可在较宽范围变化；介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控；通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性。它的诱人之处还在于其在催化，吸附，分离及光，电，磁等许多领域的潜在应用价值。 3.催化剂颗粒三重结构：crystal（晶体，可以使无孔或有规则孔道的）→grain（晶粒，若干晶体组成）→particle（颗粒） 4.固体催化剂的分类：所催化的反应物质一般是流体（液体或气体），与反应物不处于同一相中，因此为非均相催化剂。区别于均相催化剂（催化剂与反应物处于同一相） 第二章金属氧化物类 绝大多数固体催化剂都是通过溶液制备的。对溶液来说，溶质的结晶与温度和溶质的浓度有关。结晶→过饱和。 过饱和区中，沉淀成粒子分两步：成核、晶粒生长。 沉淀法，氢氧化物和碳酸盐是比较理想的沉淀物。因为1.过渡金属的这些盐类的溶解度很低，能达到很高的过饱和度，是沉淀获得的粒子比较细2.用加热的方法可以使之很容易分解得到对应高表面积氧化物而没有留下毒物（硫酸盐分解

催化剂制备原理

1．什么是催化剂，什么是催化作用，催化剂的特性。 催化剂是一种物质，能加速反应速率而不改变反应的标准Gibbs自由焓变化。 在催化剂参与下的化学反应。在催化反应中，催化剂与反应物发生化学作用，改变了反应途径，从而降低了反应的活化能，得以提高反应速率。 催化剂的特性：加快反应速度，但不进入化学反应计量，对反应有选择性，只能加速热力学上可能的反应，不改变平衡位置，催化剂有一定寿命。2．催化剂的价格指标有什么？ 3．催化剂的评价指标 活性，选择性，稳定性，寿命 4．名词解释，比表面积，比孔容，孔隙率。 比表面积：单位质量催化剂所具有的表面积 比孔容积：1g催化剂中颗粒内部细孔的总体积 孔隙率：催化剂内细孔的体积占颗粒总体积的分数 5．催化剂的制备方法 浸渍法，沉淀法，混合法，沥滤法，熔融法，水热合成法，离子交换法6．催化剂密度有几种表示方法，如何测定 7．催化剂的稳定性 化学稳定性，耐热稳定性，抗毒稳定性，机械稳定性 8．固体催化剂的一般组成。 9．浸渍法：将一中或几种活性组分载于载体上，通常是将载体与金属盐类的谁溶液接触，使金属盐类溶液吸附或贮存在载体的毛细管中，然后除去过剩的溶液，经过干燥，煅烧和活化即可得到催化剂 10．催化剂载体的作用 11．沉淀法：将金属盐溶液和沉淀剂分别加入不断搅拌的沉淀槽中，生成固体沉淀，经洗涤，过滤，干燥，煅烧，活化制得。 12．影响晶体长大的因素，晶体的大小和数量怎样影响晶体长大？ 过饱和度，搅拌，晶种，温度，杂质。 加入晶种的大小应该与溶液的过饱和度相适应，晶粒过小，就可能溶解，起不到晶种的作用。晶粒用量过多，溶液的过饱和度不足以使晶核充分长大，也得不到大颗粒晶体。 13．什么是沉淀物老化，老化过程中发生的变化 沉淀法生产催化剂时，沉淀反应终了后，沉淀物与溶液在一定条件下还要接触一段时间，在这期间，沉淀物的性质随时间变化，所发生的不可逆结构变化称为老化。 老化形式：颗粒长大，晶型完善及转变，凝胶的脱水收缩。 14．提高凝胶脱水收缩程度的措施有哪些 提高老化温度，延长老化时间，在碱介质中老化 15．因共沉淀而引入杂质的具体途径有那些 因吸附引起的共沉淀，因生成固溶体产生的共沉淀，包藏或吸留共沉淀16．在不饱和溶液内均匀的得到沉淀的方法通常有那些 在溶液中进行包含氢离子变化的缓慢的化学反应，逐渐提高溶液的PH值，使溶解度逐渐下降而析出沉淀，借助形成或放出沉淀离子的反应提高沉淀离子的浓度。 17．沉淀物的洗涤需要注意哪些问题

催化剂的制备性能评价及使用技术多相催化剂常用哪些

第二章催化剂的制备、性能评价及使用技术 1．多相催化剂常用哪些方法来制备？为什么制备固体催化剂都需要经过热处理，其目的是什么？ 多相催化剂常用的制备方法有：（1）天然资源的加工，结构不同，含量不同的硅铝酸盐采用不同的方法和条件加工后能适用于某一特定的催化反应；（2）浸渍法，将载体置于含活性组分的溶液中浸泡，达到平衡后将剩余液体除去，再经干燥、煅烧、活化等步骤即得催化剂。此法要求浸渍溶液中所含活性组分溶解度大、结构稳定、受热后分解为稳定的化合物；（3）滚涂法和喷涂法，滚涂法是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，活性组分逐渐粘附其上，为了提高滚涂效果，有时也添加一定的粘合剂。喷涂法与滚涂法类似，但活性组分不同载体混在一起，而是用喷枪附于载体上；（4）沉淀法，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；(5)共混合法：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，最后缎烧活化；（6）沥滤法(骨架催化剂的制备方法)，将活性组分金属和非活性金属在高温下做成合金，经过粉碎，再用苛性钠来溶解非活性金属即得；（7）离子交换法: 是在载体上金属离子交换而负载的方法, 合成沸石分子筛一般也是先做成Na型，需经离子交换后方显活性；(8) 均相络合催化别的固载化: 将均相催化剂的活性组分移植于载体上, 活性组分多为过渡金属配合物，载体包括无机载体和有机高分子载体。优点是活性组分的分散性好，而且可根据需要改变金属离子的配体。制备各固体催化剂，无论是浸渍法，沉淀法还是共混合法，有的钝态催化剂经过缎烧就可以转变为活泼态，有的还需要进一步活化。 所以，催化剂在制备好以后，往往还要活化;除了干燥外，还都需要较高温度的热处理-煅烧的目的：1)通过热分解除掉易挥发的组分而保留一定的化学组成，使催化剂具有稳定的催化性能。2)借助固态反应使催化剂得到一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构和比表面。3)提高催化剂的机械强度。 2.沉淀法制备催化剂的原理是什么？金属盐和沉淀剂的选择原则是什么？ 沉淀法制备催化剂的原理是沉淀反应，金属盐一般首选硝酸盐来提供无机催化剂材料所需的阳离子；金、铂、钯等贵金属不溶于硝酸，但可溶于王水。 沉淀剂的选择原则是：（1）尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂；（2）沉淀便于过滤和洗涤；（3）沉淀剂自身的溶解度要足够大；（4）沉淀物的溶解度应很小；（5）沉淀剂必须无毒，不造成环境污染。

1第一章工业催化剂概述

第一章工业催化剂概述 1.催化剂在经济上的地位和作用 2.催化工业的形成和发展 3.催化剂市场 4.若干术语和基本概念 1.催化剂在经济上的地位和作用 A．催化剂是化学工业的基石。据统计，现有90%以上的化工过程是采用催化剂进行生产的。借助于催化剂生产的产品总值在全世界工业生产总值中约占18%，仅低于机械产品的总值。 B．提高社会生产水平(合成氨、合成材料、生物化工) 合成氨：亚洲在世界上的产量最高，其中，中国是第一大生产和消费国； 合成材料：树脂，塑料；合成纤维；合成橡胶； 树脂，塑料；产量最大的通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯；热塑性树脂，塑料总产量已与赶超钢铁的产量。 生物化工：酶化工，最古老的化学工业，酿酒、制药，（Only，Cobbut，青霉素） 生物汽油：发酵法生产乙醇，掺入汽油约10％； 生物柴油：大豆油、蓖麻油等掺入柴油中。 C．扩大资源利用范围（C1化工、煤、石油）

C1：含一个碳的小分子；可生产合成燃料（F-T合成）；生产三烯（乙烯，丙烯，丁二烯）；生产三苯（苯、甲苯、二甲苯）；构成化学物质的使用循环。 煤：传统用处，燃料，化工原料（汽化干馏得到，成本高，不纯）；现石油危机，重提化工利用，汽化，液化等。 石油：催化裂化，重要的行业革新；催化重整，开辟制苯途径；60年代，全面取代煤。 燃料添加剂：四乙基铅、甲基叔丁基醚、二甲醚。 D．提取制造重要物质（精细化工） 精细化工产品：批量小，附加值高，技术含量高，针对性强。 催化剂本身是一种精细化工产品； E．满足社会各方面需要（衣、食、住、行、环保、国防） 2.催化工业的形成和发展 A. 二十世纪以前（萌芽时期）；最早工业化催化剂：硫酸催化剂：NO2 SO2 SO3 Cat：NO2 后1879年用Pt催化剂，现用V2O5-K2SO4/硅藻土 B. 二十世纪初（奠基时期） 1913年：合成氨Fe Cat； 15年：氨氧化制硝酸Pt网Cat； C. 二十世纪初30～60年代（大发展时期） 36年：催化裂化催化剂：SiO2-Al2O3； 38年：Ficher-Tropsch合成，Fe,Co,Ni催化剂； 49年：催化重整催化剂：Pt-Re/Al2O3； 53年：乙烯聚合催化剂：Ziggler-Natte TiCl4-Al(C2H5)3 60年代：均相络合催化剂；分子筛催化剂。 D. 二十世纪初70年代以后（成熟时期） 78年：甲醇制汽油，甲醇芳构化，ZSM-5分子筛； 甲醇羰基化RhI2(CO)2；

工业生产对催化剂的要求

工业生产对催化剂的要求 工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。 (1)活性 活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。 在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。 在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即 空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设各的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。 空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。 空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。），单位是s。 t。= 3600/Sv 实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。 催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。 (2)选择性 选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。催化剂的选择性表示如下：

(3)寿命 催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。 通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。 活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用条件有关。稳定期越长，催化剂的性能越好。 随着催化剂使用时间的增长，其催化活性也因各种原因随之下降，甚至完全失活，催化剂进入了衰老期。此时催化剂需进行再生，以恢复其活性。从催化剂活性开始下降到完全不能使用时的时间段称为衰老期。 催化剂的寿命越长，其使用的时间就越长，其总收率也越高。 (4)稳定性 即催化剂在使用条件下的化学稳定性，对热的稳定性，耐压、耐磨和耐冲击等的稳定性。 较高的催化活性，可提高反应物的转化率和设各生产能力；良好的选择性，可提高目的产物的产率，减少副产物的生成，简化或减轻后处理工序的负荷，提高原料的利用率；耐热、对毒物具有足够的抵抗能力，即具有一定的化学稳定性，则可延长其使用寿命；足够的机械强度和适宜的颗粒形状，可以减少催化剂颗粒的破损，降低流体阻力。 (5)强度、比表面积、密度催化剂的机械强度、比表面积、密度等是催化剂的重要物理 性质，对催化剂的使用及寿命有很大的影响。 催化剂应具有一定的机械强度，否则在使用过程中容易出现破碎、粉化现象。对于流化床反应器，这会造成催化剂的大量流失；对于固定床反应器，这会造成

催化剂的工业生产要求

一、工业生产对催化剂的要求 工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。 （1）活性 活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。 在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。 在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即 空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设备的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。 空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。 空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。），单位是s。 t。= 3600/Sv 实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。 催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。 （2）选择性 选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。催化剂的选择性表示如下：

（3）寿命 催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。 通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。 活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用条件有关。稳定期越长，催化剂的性能越好。 随着催化剂使用时间的增长，其催化活性也因各种原因随之下降，甚至完全失活，催化剂进入了衰老期。此时催化剂需进行再生，以恢复其活性。从催化剂活性开始下降到完全不能使用时的时间段称为衰老期。 催化剂的寿命越长，其使用的时间就越长，其总收率也越高。 （4）稳定性 即催化剂在使用条件下的化学稳定性，对热的稳定性，耐压、耐磨和耐冲击等的稳定性。 较高的催化活性，可提高反应物的转化率和设各生产能力；良好的选择性，可提高目的产物的产率，减少副产物的生成，简化或减轻后处理工序的负荷，提高原料的利用率；耐热、对毒物具有足够的抵抗能力，即具有一定的化学稳定性，则可延长其使用寿命；足够的机械强度和适宜的颗粒形状，可以减少催化剂颗粒的破损，降低流体阻力。 （5）强度、比表面积、密度催化剂的机械强度、比表面积、密度等是催化剂的重要物理 性质，对催化剂的使用及寿命有很大的影响。 催化剂应具有一定的机械强度，否则在使用过程中容易出现破碎、粉化现象。对于流化床反应器，这会造成催化剂的大量流失；对于固定床反应器，这会造成

催化剂制备方法大全

催 化 剂 的 制 备 方 法 与 成 型 技 术 总 结 应用化学系1202班 王宏颖 2012080201

催化剂的制备方法与成型技术 一、固体催化剂的组成： 固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成： 1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。 2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。 3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。 目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭，Y、β、ZSM-5分子筛，SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。 二、催化剂传统制备方法 1、浸渍法 （1）过量浸渍法 （2）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） （1）单组分沉淀法 （2）多组分共沉淀法 （3）均匀沉淀法（沉淀剂：尿素） （4）超均匀沉淀法 （NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9） （5）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。 （6）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

工业催化剂制备原理之浸渍法

工业催化剂制备原理之浸渍法 概述 以浸渍为关键和特殊步骤制造催化剂的方法称浸渍法，也是目前催化剂工业生产中广泛应用的一种方法。浸渍法是基于活性组分(含助催化剂)以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面，而形成高效催化剂的原理。通常将含有活性物质的液体去浸各类载体，当浸渍平衡后，去掉剩余液体，再进行与沉淀法相同的干燥、焙烧、活化等工序后处理。经干燥，将水分蒸发逸出，可使活性组分的盐类遗留在载体的内表面上，这些金属和金属氧化物的盐类均匀分布在载体的细孔中，经加热分解及活化后，即得高度分散的载体催化剂 活性溶液必须浸在载体上，常用的多孔性载体有氧化铝、氧化硅、活性炭、硅酸铝、硅藻土、浮石、石棉、陶土、氧化镁、活性白土等，可以用粉状的，也可以用成型后的颗粒状的。氧化铝和氧化硅这些氧化物载体，就像表面具有吸附性能的大多数活性炭一样，很容易被水溶液浸湿。另外，毛细管作用力可确保液体被吸人到整个多孔结构中，甚至一端封闭的毛细管也将被填满，而气体在液体中的溶解则有助于过程的进行，但也有些载体难于浸湿，例如高度石墨化或没有化学吸附氧的碳就是这样，可用有机溶剂或将载体在抽空下浸渍。 浸渍法有以下优点：第一，附载组分多数情况下仅仅分布在载体表面上，利用率高、用量少、成本低，这对铂、铑、钯、铱等贵金属型负载催化剂特别有意义，可节省大量贵金属；第二，可以用市售的、已成形的、规格化的载体材料，省去催化剂成型步骤。第三，可通过选择适当的载体，为催化剂提供所需物理结构特性，如比表面、孔半径、机械强度、热导率等。可见浸渍法是一种简单易行而且经济的方法。广泛用于制备负载型催化剂，尤其是低含量的贵金属附载型催化剂。其缺点是其焙烧热分解工序常产生废气污染。 浸渍法工艺 浸渍法可分为粉状载体浸渍法和粒状载体浸渍法两种工艺，其特点可由流程图看出。粒状载体浸渍法工艺如图6—2所示。粒状载体浸渍前通常先做成一定形状，抽空载体后用溶液接触载体，并加入适量的竞争吸附剂。也可将活性组分溶液喷射到转动的容器中翻滚到载体上，然后可用过滤、倾析及离心等方法除去过剩溶液。粉状载体浸渍法与粒状载体浸渍法类似，但需增加压片、挤条或成球等成形步骤，其流程见图6—3。浸渍的方法对催化剂的性能影响较大，粒状载体浸渍时，催化剂表面结构取决于载体颗粒的表面结构，如比表面、孔隙率、孔径大小等，催化反应速率不同，对催化剂表面结构的要求也不同。 沉积在催化剂载体的金属的最终分散度取决于许多因素的相互作用，这些因素包括浸渍方法、吸附的强度，以吸留溶质形式存在的金属化合物相比于吸附在孔壁上的物种的程度，以及加热与干燥时发生的化学变化等。 虽然浸渍过程中，大多数金属试剂都可以不同程度地吸附在载体上，但是吸附过程相当复杂，不同类型的吸附都可能发生，可以是金属离子与含有羟基的表面吸附；也可以是含有碱金属及碱土金属离子的表面进行阳离子交换。载体的表面结构还可能因浸渍步骤不同加以改变，从而更改表面的吸附特性。这些在工艺实施过程中必须加以考虑。若载体遭受浸蚀，情况会更复杂，在高pH值下硅胶要受浸蚀，而高表面积的氧化铝则无论在过高或过低pH值下都要受浸蚀，在用酸性液体浸渍氧化铝载体的过程中，部分氧化铝会首先发生溶解，并随着pH 值的增高接着要发生沉淀，最好用缓冲剂来控制这个效应。

不能没有你—工业生产与催化剂

“不能没有你”—工业生产与催化剂 没有催化剂就没有现代化的工业，这是许多有识之士的共同观点。如果没有催化剂，大量的化学反应就不可能达到理想的速度，因而也无法实现大规模的化工生产。所以说，催化剂是随着现代化学工业的发展而产生的，而同时，催化技术的发展也推动了现代化学的发展。 工业生产中，催化剂是提高化学反应速度、控制化学反应方向的最为有效的手段之一。对于一个有用的化学反应，是否能实现工业生产，必须要考虑产率问题和速度问题。产率关心的是反应能进行到什么样的程度。而速度衡量的是化学反应进行的快慢，即反应达到合适的产率需要多长的时间。设想，如果一个化学反应在工业上达到适合的产率需要花很长的时间，那么这个反应是否具有工业生产价值就存在疑问，因为工业生产是要讲求效率的。在工厂、设备规模限定的前提下，提高产量最有效的途径，就是在单位时间内获得更多的产物，也就是增大化学反应的速度。而这，恰恰是催化剂所擅长的。 工业生产中催化剂的选择 在许多工业生产中，催化剂作为一种必不可少的原料，是生产最重要的条件之一。这就意味着，要获得较高的生产效率，必须选择与生产相适应的催化剂。实际工业生产中，对于催化剂的选择是一门重要的学问。或许你会说，这有什么难的，选择催化剂不就应该选择催化效率最高的吗？是的，不可否认，催化效率是选择催化剂要考虑的重要因素，但不是惟一因素，光有高的催化效率是不够的，有时候太高的催化效率反而会影响生产效率。你一定感到糊涂了吧，没关系，看下去你就会明白的。 根据经验，一个好的工业催化剂应该同时具备适宜的催化效率、较高的选择性和较长的使用寿命。 首先是催化效率。通常，为了提高工业生产的效率，应该选择使用催化效率更高的催化剂，但这并不是绝对的。比如，对于某些热效应较大（即反应过程中会释放较多的热量）的化学反应，如前面述及的二氧化硫的氧化反应，催化剂的催化效率如果过高的话，反应会在单位时间内放出大量的热量。如果这些热量不能及时、有效地从反应容器中被排走，则会导致反应容器中的温度急剧升高。温度的升高不仅会影响反应的产率，而且过高的温度会破坏催化剂的最适宜的温度

催化剂的制备方法与成型技术简汇

\催化剂的制备方法与成型技术1314100125 13化工本一万立之 摘要：本文介绍了固体催化剂的组成，催化剂制备的一般方法、催化剂制备的新技术，以及催化剂常用成型技术。 关键词：固体催化剂；制备方法；成型技术 目录 摘要 (1) 1 固体催化剂的组成： (1) 2 催化剂的一般制备方法 (1) 2.1 浸渍法 (1) 2.2 沉淀法 (2) 2.3 混合法 (2) 2.4 滚涂法 (3) 2.5 离子交换法 (3) 2.6 热熔融法 (3) 2.7锚定法 (4) 3 催化剂成型技术 (4) 3.1喷雾成型 3.2油柱成型 3.3转动成型 3.4挤条成型 3.5压片成型 4 小结 (5) 参考文献 (6)

0 引言 催化剂又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化作用是指改变化学反应的速度，控制反应方向和产物构成。催化剂具有加快化学反应的速度，但不进入化学反应计量，对反应的选择性，只能加速热力学上可能的反应，且不改变化学平衡的位置的特点。催化剂是催化工艺的灵魂，它决定着催化工艺的水平及其创新程度。因此研究工业催化剂的制备方法以及成型技术具有重要的实际意义。 1 固体催化剂的组成： 固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成： 1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。 2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。 3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。 目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭，Y、β、ZSM-5分子筛，SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。 2 催化剂的一般制备方法 2.1 浸渍法 将含有活性组分（或连同助催化剂组分）的液态（或气态）物质浸载在固态载体表面上。此法的优点为：可使用外形与尺寸合乎要求的载体，省去催化剂成型工序；可选择合适的载体，为催化剂提供所需的宏观结构特性，包括比表面、孔半径、机械强度、导热系数等；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。 影响浸渍效果的因素有浸渍溶液本身的性质、载体的结构、浸渍过程的操作条件等。浸渍方法有：①超孔容浸渍法,浸渍溶液体积超过载体微孔能容纳的体积,常在弱吸附的情况下使用；②等孔容浸渍法，浸渍溶液与载体有效微孔容积相等，无多余废液，可省略过滤，便于控制负载量和连续操作；③多次浸渍法，浸渍、干燥、煅烧反复进行多次，直至负载量足够为止，适用于浸载组分的溶解