工业催化讲稿ppt课件.ppt

金属催化剂金属催化剂的化学吸附金属催化剂化学吸附的状态吸附与催化 火山型原理化学吸附中的几何因素一些气体的化学吸附态金属晶体结构与催化作用的关系负载型催化剂及其催化作用合金催化剂及其催化作用典型金属催化反应 第四章金属催化剂及催化作用 1 种类纯金属 Pt Pd等单独使用金属负载型 Pt Al2O3等合金 两种以上金属组成 负载型较多Ni Cu 载体 Pt Re 载体 一 金属催化剂 2 用途 加氢 特征 最外层有1 2个S电子 次外层有1 10个d电子 能级中含有未成对电子 3 特征 过渡金属特征 1 气体在不同金属上化学吸附热变化气体 H2 O2 N2 CO CO2 NH3 C2H4 C2H2吸附热次序 Ti Ta Nb W Cr Mo Fe Ni Co Rh Pt Pd Cu Au 二 金属催化剂的化学吸附 吸附热与金属在元素周期表中位置变化趋势 CO的吸附热随周期表族数的变化 H2的吸附热随周期表族数的变化 200150100500 B B B 1 2 3 B 周期表族数 吸附热kJ mol 吸附热kJ mol 周期表族数 B B B B 1 2 3 B 6005004003002001000 金属左 右吸附热下降说明 原子序数升高 d空穴下降 吸附热下降 1 2族 吸附强度适中 吸附热变化不大化学吸附热与金属在周期表中的位置有关化学吸附热与金属原子的电子结构有联系 2 气体在金属上化学吸附强度顺序O2 C2H2 C2H4 CO H2 CO2 N2 3 金属按其对气体分子化学吸附的能力分类 实例合成氨 要求吸附N2 也吸附H2 只有A类金属能吸附N2CO加氢 Ni 三 金属催化剂化学吸附的状态1 金属催化剂的电子逸出功 金属表面电子移到外界所需的最小功 最低能量 一些金属的逸出功 2 反应物分子的电离能I 反应物电子移到外界所需的最小功 难易程度 3 吸附状态 I 电子从反应物向金属催化剂表面转移 反应物变成吸附在催化剂上的正离子吸附为离子键吸附可降低催化剂表面逸出功吸附态正离子为反应控制步骤时 大对反应有利 I e 催化剂 反应物 正离子 NH3 D2 NH2D2 H I 电子从金属催化剂表面向反应物粒子转移 反应物变成吸附在催化剂上的负离子吸附为离子键增加催化剂表面逸出功吸附态负离子为反应控制步骤时 小对反应有利 e I 催化剂 反应物 负离子 O O2 O 等吸附态的过程 反应物金属催化剂吸附键 吸附为共价键 各提供一个电子 吸附为极性键 偶极性 吸附为配价键 反应物孤对电子 催化剂空轨道 反应是共价吸附控制时 I和 相当为好 e 催化剂 反应物 I I 加入助剂克调节金属催化剂的电子逸出功 从而改变催化剂的活性和选择性 1 火山型原理在单分子反应中 如果吸附质吸附较弱 则催化活性与反应物吸附强度成正相关关系 如果吸附质吸附足够强 达到了很高的表面覆盖率 则催化活性与反应物吸附强度成反相关关系 四 吸附与催化 火山型原理 即 一个好的催化剂中等强度化学吸附键使吸附反应物分子中键断裂中间物在表面短暂滞留产物分子迅速脱附表面有一定的遮盖率 太强 不易脱附 总反应速率受脱附控制太弱 吸附物种表面浓度太低 总反应速率受吸附控制 2 火山曲线 若两种反应物r k A B A A表面覆盖度 B B表面覆盖度r 反应速率 B Ar最大 A Br取决于 A 表面覆盖度 催化活性 吸附强度 吸附态强 吸附太弱 表面覆盖度随吸附强度的变化催化活性随反应物吸附强度的变化 3 实例 左边 Ag Au 生成热很小 键合弱 表面浓度 反应速度很小右边 Fe Co Ni W的生成热很大 键合较牢 分解活性低 反应速度小顶峰 Pt Ir Pd Ru 生成热适中 键合适中 活性最好 700800900 250300350400450 甲酸盐生成热kJmol 1TR 50 转化率所需温度 催化活性TR K 甲酸在不同金属上的分解活性对金属甲酸盐生成热的曲线 HCOOHH2 CO2 Au Ag Rh Pd Pt Ir Pu Cu Ni Co Fe W 过渡金属 d轨道 价电子来源于两个电子层d ss单态两个电子d五重态十个电子 N E 3d 4s E 例 Ni3d84S23d8N电子4S2N电子能带重叠3d9 44S0 6 N E 3d 4s E 五 能带理论和价键理论 1 能带理论 单个金属原子轨道 晶体中金属原子轨道 金属能带充填电子情况 N E Cu 3d 4s Fe Co Ni E 不同原子金属能带不同能带不同于原子能级Cu无 d空穴 Fe Co Ni Cu的能带结构的近似图示 直线表示fermi能级 最高占有轨道能级 Fe Co Ni Cu的能带充填电子情况 反应物吸附活化时需要d带空穴 催化活性与d带空穴有关 乙烯吸附热 FeCoNiCud带空穴数不同的金属上乙烯的吸附热 吸附热 d空穴 吸附热 吸附强度 由于d空穴存在使过渡金属能够进行化学吸附与催化 d空穴 吸附作用 太强吸附不利于催化 中等吸附有利于催化 过渡金属的d空穴适中 宜于发生催化作用 定义 d电子轨道参与金属键的分数实例 Ni3d84S2外层10个电子 两种共振结构Ni Ad2sp3杂化杂化轨道中d轨道所占比率2 2 1 3 2 6 0 33Ni Bd3sp2杂化p空轨道杂化轨道中d轨道所占比例3 3 1 3 3 7 0 43 2 价键理论 金属键的d 原子d轨道电子 未成键电子 形成金属成键的电子 设Ni A和Ni B出现几率30 和70 金属中每个Ni原子的d轨道对成键的贡献百分数30 0 33 70 0 43 40 其空穴1 40 0 6 d空与d d 增大 d能带中电子数增多 d空穴降低 过渡金属d空 d 比较表 Ni Pt Pd相近d 在40 50 之间均为加氢催化剂 过渡金属金属间的d特性 结论 第四周期Cr Nid 恒定五 六周期 每族d 相近d 最大 50 五 六的 1 2 3 TaCrWMo d 与化学吸附及活性关系 d H 即 吸附物与未充满原子d轨道成键越小 四周期五周期六周期 25120916712584 40424446485052H2吸附热与成键d 的关系 RhRu Ir Pd Pt Ni Fe HakJ mol d 增加 活性增加 d 40 50 为加氢催化剂 d 对乙烯加氢反应速率的影响 35404550 0 1 2 3 4 5 lgk d 在金属膜上 100 在金属膜上0 在SiO2负载的金属上0 金属上乙烯加氢的活性 1 晶体由空间排列很有规律的微粒 原子 离子 分子等 组成 2 金属晶体的三种典型结构面心立方晶格 F C C 正立方体的六个面的中心有一格点 配位数12 属于这种晶格的金属单质有 Cu Ag Au Al Fe Ni Co Pt Pd Rh 目前晶格划分十四种 对金属常见有三种 六 金属晶体结构与催化作用的关系 体心立方晶格 B C C 六方密堆晶格 H C P 正立方体的中心有一晶格点 配位数8 属于这种金属单质有 Cr V Mo W Fe 六方棱柱中间还有三个格点 配位数12 属于这种金属单质有 Mg Cd Zn Re Ru Os及大部分镧束元素 3 晶格 晶面晶格 微粒在晶体中排列的空间格子 晶格参数 原子之间间距及轴角等 晶面 空间点阵由不同方向划分若干组平行的平面点阵 在晶体外形上表现为晶面 晶面上原子的排列 例 面心立方结构的三种晶面 111 100 110 Z Z Z Y Y Y X X X 100 110 111 4 暴露晶面的影响因数热力学 受最小表面能要求制约 形成致密充填的晶面 例 立方面心晶格中 111 100 110 晶面 每个晶点体相配位数是12 111 面 配位不饱和数3 下层 111晶面 平面上 上层 4 暴露晶面的影响因数热力学 受最小表面能要求制约 形成致密充填的晶面 例 立方面心晶格中 010 110 晶面 每个晶点体相配位数是12 110 面 配位不饱和数5 010 面 配位不饱和数4 配位不饱和数计算 例 面心立方晶格 配位数 12 结论 表面能从 111 到 110 降低 未配位原子少 表面能低 例 CO在单晶Pd的不同晶面吸附热 稳定晶面两个特点未满足的键数目小 电中性 多相催化反应中 反应物分子中将要断裂的键位与催化活性中心应有一定的几何对应关系和能量对应关系 5 多位催化理论 巴兰金 多位催化理论的几何对应原理 催化剂晶体空间结构与反应物分子反应变化的部分其结构呈几何对应关系 例 丁醇脱氢 脱水 脱水反应比脱氢反应所需晶格距离大 多位催化理论的能量适应原理 最适宜催化剂的吸附键能之和约等于反应中断裂和形成的键能之和的一半 活化能大致等于反应热的1 3 1 2 6 金属催化剂晶格缺陷 表面不均一性 缺陷造成表面不饱和位是强吸附中心台阶 棱角 凹凸位比平坦位具有更高催化活性 金属点缺陷 6 金属催化剂晶格缺陷 表面不均一性 金属线缺陷 6 金属催化剂晶格缺陷 表面不均一性 金属催化剂表面不均匀性 1 分散度与催化活性 七 负载型催化剂及其催化作用 1 分散度与催化活性 七 负载型催化剂及其催化作用 晶粒 分散度 表面原子配位数 吸附能力 熔点 例 Pt熔点 1769 高分散Pt催化剂高于800 烧结 1nm晶粒熔化温度约等于块状金属熔点一半 2 金属催化反应结构敏感性结构不敏感 Structure insensitive TOF与分散度无关例 加氢 脱氢 异构化等只涉及C H键变化的反应结构敏感 Structure sensitive TOF与分散度有关 例 C C键变化的反应 氧化反应1 D提高 TOF增大2 D提高 TOF减小3 D提高 TOF有极值 七 负载型催化剂及其催化作用 甲烷燃烧反应属于结构敏感反应 873K 5kPaCH4 CombustionTurnoverRates ZrO2 Al2O3 Rh Ru DTOFPt DTOF 3 金属载体相互作用弱相互作用 与载体直接接触部位金属带部分正电荷 只影响高分散度金属催化剂活性 强相互作用 金属表面被载体部分修饰 吸附性能明显变化 导致结构敏感型反应TOF变化几个数量级 七 负载型催化剂及其催化作用 4 负载金属催化剂的氢溢流 HydrogenSpillover 氢分子在金属表面活化解离为氢原子 可流动到载体上 进而发生催化反应 七 负载型催化剂及其催化作用 1 合金的分类 化合物合金 不同金属间成键固溶体合金 一种金属溶解于另一金属中机械混合物 性质相差较大 不互溶 八 合金催化剂及其催化作用 2 合金的表面富集 体相与表相组成不同 自由能较低的组分趋于表相 3 合金催化剂的电子效应 IB族金属d轨道电子部分进入VIII族金属空d轨道 改变了VIII族金属d电子构型 从而影响催化活性 如Pd Ag 八 合金催化剂及其催化作用 4 合金催化剂的几何效应 IB族金属相对惰性 可隔离或覆盖部分VIII族金属 从而达到调节催化活性 选择性的目的 如Pt Au H2在Pd Ag催化剂上吸附热随Ag含量变化 CO在Pd Ag催化剂上吸附热随Ag含量变化 九 合成氨催化剂 Fe3O4 Al2O3 K2O CaO MgO SiO2 主催化剂反应条件下还原为a Fe 结构助剂 电子助剂 结构稳定助剂 活性中心 a Fe 111 晶面 九 合成氨催化剂 反应机理 N2 2 2N H2 2 2H N H NH NH H NH2 NH2 H NH3 NH3 NH3 吸附 表面反应 脱附 十 乙烯环氧化制环氧乙烷 Ag a Al2O3 BaO KCl 主催化剂 活化氧 结构助剂抑制Ag烧结 载体 电子助剂抑制深度氧化 十一 重整催化剂 Pt Re g Al2O3 加氢 脱氢功能 异构 氢转移功能 结构助剂 十二 水气重整制氢 催化剂 Ni Al2O3 CH4 H2OCO 3H2 CO H2OCO2 H2 CH4 2H2OCO2 4H2 十三 加氢还原 加氢催化剂 1 镍催化剂RaneyNi分解镍 甲酸镍分解 活性必RaneyNi低 但暴露空气中不燃烧负载镍 如Ni SiO2 用于腈加氢制伯胺Pd C 十三 加氢还原 加氢催化剂 按金属分类 Ru Rh Pd Ir PtFe Co Ni 氧化物催化剂的特点氧化物中的缺陷和半导体性质半导体电子催化理论氧化物催化剂的氧化还原机理晶体场理论典型氧化物催化反应 第五章氧化物催化剂及催化作用 1 过渡金属氧化物的电子特性1 金属阳离子的d电子容易得到或失去 价态可变 高价态具有氧化性 低价态具有还原性 2 由于杂质或引入杂原子 具有半导体性质 3 催化氧化还原反应 一 氧化物催化剂的特点 2 常见氧化物催化反应1 选择氧化 2 脱氢丁烯丁二烯乙苯苯乙烯3 加氢脱硫 氮 加氢裂化NiO MoO3 Al2O3 NiO MoO3 Al2O3 USY 丙烯 丙烯醛 丙烯酸 丙烯腈 Co Mo O Bi Mo O Bi Mo O NH3 O2 Fe2O3 K2O Cr2O3 Bi Mo O 丁烷顺丁烯二酸酐 V P O 二 氧化物中的缺陷和半导体性质 1 金属 半导体 绝缘体能带结构 满带 已充满电子 不导电导带 部分填充 可导电空带 未填充禁带 满带与空带间的区域 无能级 不能填充电子 二 氧化物中的缺陷和半导体性质 1 金属 半导体 绝缘体能带结构 EF Fermi能级 Mg EF Mg部分充满导带3s与3p迭加 EF Na半满带3s 1e 金属 有充填大量自由电子导带 不能使满带电子激发到空带中 E EV Ec 空带最低能级Ev 满带最高能级 E 能量差 绝缘体 EF 没有导带 禁带较宽 E 5eV 有满带 空带 禁带 MgO EC 本征半导体 化学计量氧化物具有电子 空穴两种载流体传导如 Fe3O4禁带宽度 E0 16 3 6eV 半导体 禁带窄 满带电子可激发到空带而导电 e e e 非本征半导体 n电子导电p正穴导电由杂质或非化学计量而产生 EF 化学计量 stoichiometry 组成化合物的原子比与化学式表示相同 如K2O K O原子比 2 1非化学计量 nonstoichiometry 原子比与化学式不同 如ZnO Zn O 1 几个概念 施主 给出电子受主 接受电子 非本征半导体或缺陷半导体非化学计量的氧化物 e e e e e EC EV EF E施 N型半导体 导电性靠施主的电子激发到导带特点 a 易给出电子的杂质掺入到绝缘体中b 出现施主能级E施c 电子由施主能级激发到导带例 Zn掺入到ZnOZn 过剩 Zn 拉一个电子eZn 形成附加能级 T升高 eZn 放电子 N型半导体 高价氧化物中含有低价离子时形成N型半导体 ZnO CeO2 TiO2 SnO2 V2O5 Sb2O5 MoO3 Fe2O3 EC EV EF E受 P型半导体导电靠受主能级产生正穴而来 特点a 易接受电子的杂质掺入 b 受主能级 c 价带电子接受电子 正穴导电 例 FeO中含有Fe3 可看成Fe2 束缚一个空穴 变成Fe3 T升高 空穴在固体表面迁移 成为FeO导电来源 P型半导体 低价氧化物中含有高价离子时形成P型半导体 NiO CoO Cu2O FeO MnO e EF E受 P型半导体 f 2 杂质对半导体Fermi能级 电子逸出功 电导率的影响 e 2 杂质对半导体Fermi能级 电子逸出功 电导率的影响 半导体 升高温度 电导率增大 金属 升高温度 电导率减小 常见气体在半导体催化剂上吸附 三 半导体催化剂理论 1 半导体催化剂的化学吸附 把表面吸附的反应物分子看作半导体的施主或受主杂质 给出电子 如丙烯 是施主 接受电子 如O2 是受主 吸附气体对半导体性质影响 三 半导体催化剂理论 1 半导体催化剂的化学吸附 2 半导体催化的电子机理 A BC A A B B e e e 施主键 受主键 C 2 半导体催化的电子机理 CO O2CO2 CO CO O2 O e e e 施主键 受主键 CO2 Ni3 Ni2 四 氧化物催化剂的氧化还原机理 Redox机理 Mars vanKrevelen机理 四 氧化物催化剂的氧化还原机理 Redox机理 Mars vanKrevelen机理 A Mox A Mox A Mox P Mred P Mred P Mred Mred O2 Mox A O2P CH3CH CH2 O2CH3COCH3 V2O5 TiO2催化剂上丙烯选择氧化为丙酮的Redox机理 原子轨道能级 五 晶体场理论 1 轨道能级及d轨道能级分裂 原子轨道波函数 正八面体络合物的d轨道和配位体 正八面体络合物的d轨道和配位体 dxy dyz dxz dz2 dx2 y2 6Dq 4Dq 正八面体场中d轨道能级分裂 2 晶体场模型 中心离子的d轨道能级在配位体的电场作用下分裂 五重简并d轨道分裂成两组a dz2 dx2 y2迎头相碰 电子受排斥 能量升高b dxy dyz dxz穿插配位体间 受排斥弱 能量降低 2 晶体场模型 晶体场稳定化能 d电子在轨道分裂前后总能量之差 晶体场稳定化能对催化作用的影响金属离子吸附一个反应物分子会增加一个配位数 从而引起晶体场稳定化能的变化 不同d电子的金属离子吸附时引起的晶体场稳定化能变化不同 能形成稳定吸附态的金属离子对反应物活化有利 六 典型氧化物催化反应 1 MoO3 Bi2O3催化剂 丙烯氧化制丙烯醛 CH2 CH CH3 CH2 CH CHO Mo6 Mo4 Bi Bi3 O2 H2O 催化循环 Mars vanKrevelen机理 1 MoO3 Bi2O3催化剂 丙烯氧化制丙烯醛 动力学同位素效用于确定速率控制步骤 结论 丙烯的CH3中C H键断裂是反应的速率控制步骤 1 MoO3 Bi2O3催化剂 丙烯氧化制丙烯醛 速率控制步骤 CH2 CH CH3 Mo6 O2 Mo5 OH 1 MoO3 Bi2O3催化剂 丙烯氧化制丙烯醛 丙烯醛中氧原子来源于催化剂中晶格氧 CH2 CH CH3 CH2 CH CH16O 18O2 Mo16O3 Bi216O3 CH2 CH CH3 CH2 CH CH18O 16O2 Mo18O3 Bi218O3 1 MoO3 Bi2O3催化剂 丙烯氧化制丙烯醛 7组分复合氧化物催化剂各组分的作用 MoO3 Bi2O3 Fe2O3 Co2O3 NiO P2O5 K2O 主催化剂 钼酸铋层状结构为活性中心 电子助剂 受主杂质 降低费米能级 加速丙烯吸附 电子助剂 抑制丙烯深度氧化 结构助剂 稳定b相 Bi2O3 2MoO3 电子助剂 降低酸性 抑制丙烯裂解积碳 丙烯氨氧化制丙烯腈催化剂与丙烯醛催化剂类似 2 V P O催化剂 丁烷氧化制顺丁烯二酸酐 早期制法 V2O5 O2 2H2O 2CO2 新工艺 V P O TiO2 O2 4H2O CH3CH2CH2CH3 多步催化氧化脱氢反应 2 V P O催化剂 丁烷氧化制顺丁烯二酸酐 V2O5 P2O5 TiO2 CuO催化剂上丁烷氧化制顺酐反应机理 五 典型氧化物催化反应 3 AB2O4型铁酸盐催化剂 乙苯脱氢制苯乙烯 Fe2O3 Cr2O3 K2O H2 3 NiO MoO3 Al2O3 加氢处理 加氢脱硫 加氢脱氮 油品中含硫化合物 RSHRSSR RSR H2R H H2S 硫回收 H2S O2SO2 H2OH2S SO2S H2O 脱硫难度增加 加氢脱硫反应 3 NiO MoO3 Al2O3 加氢处理 加氢脱硫 加氢脱氮 C N S H间键能 C N键高于C S键 HDN比HDS难度大 C N键高于C C键 先加氢后脱氮 催化剂各组分选择催化剂的制备方法常用催化剂制备工艺催化剂的失活与再生 第七章催化剂制备与再生 第一节催化剂各组分选择 区分每一个反应中的化学键的类型假设表面反应机理确定反应历程 选择初始活性成分实验验证 催化材料的类别 1 主催化剂材料的选择 调变性助催化剂助催化剂导入主催化剂结构 形成固溶体 改变主催化剂性质和分散度改变主催化剂的本征活性和选择性 强化主催化剂的优点 克服其缺点结构性助催化剂 要有高的熔点 不与活性组分发生化学反应 对于催化反应是惰性的不与活性组分发生化学变化 助催化剂材料的选择 化工应用的助催化剂的实例 化工应用的助催化剂的实例 载体的选择载体共性较多 范围相对较小化学方面 与活性组分相互作用物理方面 机械强度 导热性载体宏观结构 重要的催化剂载体 常见载体的宏观物理性质 沉淀法浸渍法离子交换法共混法 第二节工业催化剂的制备方法 常用沉淀剂氨气 氨水和氨盐 NH4 2CO3 NH4 2SO4 CH3COONH4 NH4 2C2O4 草酸氨 等碱类NH4OH NaOH KOH等碳酸盐 NH4 2CO3 Na2CO3 CO2等有机酸CH3COOH C2O4H2等 一 沉淀法 2 沉淀法类型单组分沉淀法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多组分共沉淀法将催化剂所需的两种或两种以上组分同时沉淀的一种方法为了避免各个组分分步沉淀 各金属盐溶液 沉淀剂浓度 介质pH值及其它条件必须同时满足各个组分一起沉淀的要求 待沉淀溶液与沉淀剂母体混合均匀 调节反应条件 温度 pH值等 使体系逐步生成沉淀剂 使沉淀进行 得到均匀纯净固体 例 制取氢氧化铝沉淀 NH2 2CO 3H2O2NH4 2OH CO2 母体 沉淀剂 均匀沉淀 90 100 均匀沉淀法使用的沉淀剂母体 3 典型沉淀法生产工艺 二 浸渍法将载体浸泡在含有活性组分 主 助催化剂组分 的可溶性化合物溶液中 而后除去过剩溶液 再经干燥 焙烧和活化 载体的选择物理因素颗粒大小 比表面积和孔结构导热性机械强度 1 载体的选择和浸渍液的配制 银催化剂及载体g Al2O3的比表面 化学因素 惰性载体载体与活性组分有相互作用载体具有催化作用 浸渍液配制要求 一般用活性组分化合物应该是易溶于水的 活性组分金属的易溶盐配成溶液 在焙烧时能分解成所需的活性组分必须使无用组分在热分解或还原过程中挥发出去 过浓 不易渗透 在载体上分布不均 易得到较粗金属晶粒过稀 一次浸渍达不到要求负载量 要采用反复多次浸渍 浸渍溶液浓度必须控制恰当 粒状载体 活性组分的四种不同分布均匀催化反应由动力学控制 内表面可以利用蛋壳型催化反应由内扩散控制 深处活性组分对反应无效蛋黄 蛋白型当介质中含有毒物 催化剂外层载体起到对毒物的过滤作用 过量浸渍法浸渍溶液体积超过载体可吸收体积 待吸附平衡后 滤去过剩溶液 干燥 活化后便得催化剂成品 2 浸渍法分类 等体积浸渍法将载体浸渍到初湿程度 可用喷雾使载体与适当浓度的溶液接触 溶液的量相当于已知的总孔体积 可准确控制掺入到催化剂中活性组分的量 多次浸渍法即 浸渍 干燥 焙烧反复进行数次 原因 溶解度小 一次不能满足足够大的负载量避免多组分的竞争吸附 浸渍沉淀法浸渍液中预先配入沉淀剂母体 浸渍完后 加热使沉淀组分沉积在载体上 硫化床喷洒浸渍法直接喷洒到硫化床中处于硫化状态的载体上 完全浸渍以后升温干燥和焙烧 蒸汽相浸渍法借助浸渍化合物的挥发性 以蒸汽相的形式将活性组分负载到载体上 3 工艺 1 无机离子交换剂制备 分子筛 常用的分子筛 主要成分Na2O Al2O3 SiO2 ASiO2 Al2O3 1 3 2 0XSiO2 Al2O3 2 1 3 0YSiO2 Al2O3 3 1 6 0丝光沸石SiO2 Al2O3 9 0 11 0 三 离子交换法 强 耐酸性 热稳定性 2 有机离子交换剂制备 离子交换树脂 应用催化 酯化反应 酯和糖水解 烯类化合物水 醇 合 醇 醚 脱水 醇 缩醛 酮 化 芳烃的烷基化 链烃的异构化 烯烃的齐聚和聚合 加成 缩合等载体 制备固载的金属络合物催化剂阴离子交换树脂应用于相转化催化剂 四 共混法 1 形状及使用性能形状与使用性能固定床 无定形 球形 圆柱形 条形 片形 蜂窝形 三叶草形 菊花形等沸腾床 小颗粒或微粒催化剂 五 固体催化剂的成型 催化剂形状 尺寸及表面粗糙度会影响 催化剂活性选择性强度气流阻力 床层压降 传热 成型用的胶贴剂和润滑剂 胶粘剂的分类与举例 常用成型润滑剂 压片成型 压片成型机 滚动压制机挤条成型 单螺杆螺旋挤压机油中成型 高纯度氧化铅球 微球硅胶和硅酸铅球喷雾成型 转动成型 球形催化剂成型 成型方法 方法快速干燥比较高的温度蒸发水分及时脱除 设备箱式干燥器 回转干燥器 履带式干燥器 膜干燥器 喷雾干燥器等 1 干燥 六 干燥与焙烧 2 焙烧作用焙烧是对催化剂的热处理过程 也是催化剂的活化过程 晶粒分配或成长过程 增强机械强度 造孔作用 脱出晶格中大量水 分子筛 一 活性氧化铝的制备 沉淀法 g Al2O3和h Al2O31 酸法沉淀工艺 硫酸铝粉碎密度1 2 1 23Al2 SO4 3同时配Na2CO320 w 60 70 水 第三节常用催化剂的制备工艺 预热 沉淀 过滤 洗涤 熟化 过滤 洗涤 干燥 碾磨 煅烧 并流混合 PH 5 6不断搅拌 50 60 蒸馏水 SO42 不显为止 氨水溶液60 4hrPH9 5 10 5 200 cm 100 110 200目