负载型催化剂的制备.ppt

浸渍法ImpregnationMethod,负载型催化剂的制备,ResearchInstituteofIndustrialCatalysisEastChinaUniversityofSciencecompressedairdissolvesorescapesfromthesolidthroughlargerpores.Sometimes,themechanicalstrengthofthesupportisnotsufficienttowithstandforcesimposedbythetransitoryformationofbubblesandthecatalystgrainsmayburst.Thiscanberemediedbyimpregnationundervacuumoradditionofasurfactanttothesolution.,催化剂的制备方法浸渍法,多次浸渍法：将浸渍、干燥和焙烧反复进行多次；采用多次浸渍的原因：配制浸渍的金属盐类或化合物的溶解度小，一次浸渍时载体负载量小，需重复多次浸渍；载体的孔容小，一次负载量过多时，易造成活性组分分布不均；多组分溶液浸渍时，由于各活性组分在载体上的吸附能力不同，吸附能力强的组分易富集于孔口，而吸附能力弱的组分则分布在孔内，也会造成分布不均；,ResearchInstituteofIndustrialCatalysisEastChinaUniversityofScienceforthesakeofbrevity,H2Oproducedisnotreported).TheNi(II)hydroxoaquacomplexesclosetothesilicasurfacecanreactwiththesilanolgroupsviaahydrolyticadsorption(step3).ThisisareactionofheterocondensationbetweenSi-OHandNi-OH,whichleadstotheformationofSi-O-Nibonds.Moreover,theNi(II)hydroxoaquacomplexescanalsoreactwitheachotherviaolationreaction(step4):andformabruciticlayerofoctahedralNi(II)bondedtothesilicasurface.Meanwhile,silicastartsdissolvingandsilicicacidstartstobereleasedinsolution(steps5and6in).Hence,theamountofsilicicspeciesislargeenoughtoreactwiththenickelcomplexesinsolutionviaaheterocondensationreaction(step7),溶剂化的金属离子（solvatedmetalions）被还原试剂（如甲醛）还原为金属，从而沉积在载体之上，也称化学镀法（electrolessplating）。,还原沉积沉淀法（ReductionDepositionPrecipitation，RDP）,肼还原剂,络合剂移除法（LigandRemoval）,在较高pH值下，络合试剂如NH3、EDTA能够用来稳定水溶液中的过渡金属离子（形成络合物），当通过蒸发或氧化的方式将这些络合剂移除后，即可让过渡金属沉积在载体之上。如：在较高pH值下将Al2O3载体分散在含有钴氨络合物（cobaltamminecomplex）的溶液中，然后将溶液加热至90，慢慢移除络合剂NH3，最终可得到高负载量、高分散度的Co/Al2O3催化剂，可用于费托合成反应（Fischer-Tropschsynthesis),其他方法,在制备某些负载型金属氧化物(如Ti,V,Mo)催化剂时,往往它们常用的前驱体与氧化物载体之间相容性较差，如VO43一般情况下并不与SiO2载体相互作用,导致较难采用浸渍法以及一般的沉积沉淀法制备相应的催化剂,但是其较低价态的含氧阴离子则可与SiO2产生较强的相互作用。此时可采用电化学还原法先将偏钒酸铵-甲酸溶液还原成低价态化合物：然后再将SiO2悬浮在V(III)溶液中(pH=2.3),接下来N2气氛下加入NaOH(aq)直至pH=6,即可制得高分散的V2O5/SiO2催化剂,平衡沉积过滤法、平衡吸附法（equilibriumdepositionfiltration，EDF）,ControlofpH,ControlofconcentrationControlofequilibrationtimeCo-oxide/-Al2O3Startingfrom5.0lof1.0 x10-325x10-3Mcobaltnitratesolutionsinwater,10gof-Al2O3powderwasadded.ApHcontrolsystemwasusedtoinjectNH4OHsolutiontoarriveatpH=7.Byvariationofbothcobaltnitrateconcentrationandtheequilibrationtime(1-384hours)theColoadingcouldbevariedfrom5-16wt%.Mostimportantly,EDFenablesonetocontroltheratioofCo(II)surfaceprecipitatesoverCo(II)inner-spherecomplexesonthesupport.,平衡吸附法（equilibriumdepositionfiltration，EDF），根据载体吸附等温线上的饱和吸附量，制备一定浓度的含有活性前体的极稀溶液，用大量的溶液以足够长的时间浸渍载体，再经过滤、干燥和焙烧制成催化剂。与传统的浸渍法相比，EDF法采用足够长的接触时间使活性物种充分扩散，并使其通过吸附或与载体表面基团反应而附着在载体上，并建立吸附或反应平衡，因此能使活性组分形成很小的晶粒，并与载体表面有很好的接触，实现活性组分的均匀分布和高度分散。,利用载体表面上存在可交换离子，将活性组分通过离子交换负载到载体上，然后经洗涤、干燥、焙烧等处理制得催化剂特点：活性组分分散性好、活性高，尤其适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂和酸碱催化剂,离子交换法,离子交换法制备金属负载型催化剂原理示意图,离子交换法制得的催化剂分散度好，活性高。尤其适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂。用于活性组分高分散，均匀分布大表面的负载型金属催化剂。,Schematicrepresentationoftwopossiblemodelsofthemechanismofsolid-stateionexchangeinmicroporousmaterials.Upperpart,mechanismA:NaClmoleculediffuses.Lowerpart,mechanismB:Na+andH+counter-diffuse,氢型分子筛的制备（H-ZSM-5）：,制备Zn/ZSM-5（用于丙烷芳构化）：,化学气相沉积法ChemicalVaporDeposition(CVD),InCVD,thecorrectchoiceofreactants(theprecursors)isveryimportant.Theseprecursorsfallintoseveralgeneralmajorgroups,whichincludethehalides,carbonyls,alkoxides,acetates,andorganiccomplexes.Thechoiceofaprecursorisgovernedbycertaingeneralcharacteristics,including:(i)stabilityatroomtemperature;(ii)sufficientvolatilityatlowtemperaturesothatitcanbeeasilytransportedtothereactor;(ii