工业催化剂的制备浸渍法

1、1工业催化剂的制备工业催化剂的制备2浸渍法浸渍法将载体放到含有活性物质、助剂成分的液体或气将载体放到含有活性物质、助剂成分的液体或气体中浸渍，依靠毛细管压力进入使组分进入载体体中浸渍，依靠毛细管压力进入使组分进入载体内部，同时组分还会在载体表面上吸附。使活性内部，同时组分还会在载体表面上吸附。使活性组分在载体表面吸附直到平衡，除去剩余液体，组分在载体表面吸附直到平衡，除去剩余液体，进行干燥、焙烧、活化（还原）等后处理进行干燥、焙烧、活化（还原）等后处理3优点优点使用已经制成的各种形状尺寸的催化剂载体；使用已经制成的各种形状尺寸的催化剂载体；可以选择具有合适比表面、孔径、强度、导热率可以选择具有

2、合适比表面、孔径、强度、导热率性能的载体；性能的载体；被负载组分分布在载体表面，利用率高、成本低；被负载组分分布在载体表面，利用率高、成本低；生产方法比较简单易行，生产能力高生产方法比较简单易行，生产能力高 4载体的选择载体的选择1.1.物理因素物理因素适宜的形状、大小、比表面、孔结构适宜的形状、大小、比表面、孔结构机械强度、耐热性能好机械强度、耐热性能好2.2.化学因素化学因素表面酸碱性和足够的吸水性表面酸碱性和足够的吸水性不含使催化剂中毒和导致副反应发生的物质不含使催化剂中毒和导致副反应发生的物质原料易得，制备简单，无污染原料易得，制备简单，无污染5浸渍液的配制浸渍液的配制根据活性组分在载

3、体上分布形式的要求，选择适根据活性组分在载体上分布形式的要求，选择适宜的盐溶液宜的盐溶液 通常采用硝酸盐、通常采用硝酸盐、氯化物、有机酸盐、氯化物、有机酸盐、铵盐的浸渍液铵盐的浸渍液浸渍液的浓度浸渍液的浓度6 注意事项：注意事项：浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到较粗的金属颗粒且粒径分布不均匀较粗的金属颗粒且粒径分布不均匀浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力费时费力7活性组分在载体上的分布与控制活性组分在载体上的分布与控制浸渍时溶解在溶剂中含活性组分的盐类（溶质）浸渍时溶解在溶剂中含活

4、性组分的盐类（溶质）在载体表面的分布，与载体对溶质和溶剂的吸附在载体表面的分布，与载体对溶质和溶剂的吸附性能有很大的关系性能有很大的关系一般认为活性组分在一个孔内吸附动态平衡，其一般认为活性组分在一个孔内吸附动态平衡，其模型可能有以下四种情况：模型可能有以下四种情况：1.快速吸附快速吸附2.静置、静置、吸附、溶解平衡吸附、溶解平衡3.过量活性组分过量活性组分4.活性组分不足活性组分不足89101112竞争吸附原理及模型竞争吸附原理及模型吸附速度和扩散速度不同，活性组分分布往往不吸附速度和扩散速度不同，活性组分分布往往不均匀均匀在浸渍溶液中，除含有活性组分外，再加入适量在浸渍溶液中，除含有活性组

5、分外，再加入适量第二组分（一般为酸类），该组分也吸附在载体第二组分（一般为酸类），该组分也吸附在载体上，加入的第二组分称为竞争吸附剂上，加入的第二组分称为竞争吸附剂采用竞争吸附剂提高活性组分的分布均匀性采用竞争吸附剂提高活性组分的分布均匀性13 浸渍前浸渍前 单纯氯铂酸浸渍单纯氯铂酸浸渍 有竞争吸附剂有竞争吸附剂竞争吸附模型示意图竞争吸附模型示意图14载体上活性组分的分布载体上活性组分的分布均匀型 (uniform type) 蛋壳型 (egg-shell type)蛋白型 (egg-white type)蛋黄型 (egg- yolk type)15浸渍颗粒的热处理过程浸渍颗粒的热处理过程干燥

6、过程中活性组分的迁移干燥过程中活性组分的迁移负载型催化剂的焙烧与活化负载型催化剂的焙烧与活化互溶与固相反应互溶与固相反应16各种浸渍法及评价各种浸渍法及评价 过量浸渍法过量浸渍法 本法系将载体泡人过量的浸渍溶液中，即浸渍溶本法系将载体泡人过量的浸渍溶液中，即浸渍溶液体积超过载体可吸收体积，待吸附平衡后，滤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。去过剩溶液，干燥、活化后便得催化剂成品。17等体积浸渍法等体积浸渍法 将载体浸入到过量溶液中，整釜溶液的成分将将载体浸入到过量溶液中，整釜溶液的成分将随着载体的浸渍而被改变，释放到溶液中的碎物随着载体的浸渍而被改

7、变，释放到溶液中的碎物可形成淤泥，使浸渍难于完全使用操作溶液。因可形成淤泥，使浸渍难于完全使用操作溶液。因而工业上使用等体积浸渍法而工业上使用等体积浸渍法( (吸干浸渍法吸干浸渍法) )， 即将即将载体浸到初湿程度，计算好溶液的体积，做到更载体浸到初湿程度，计算好溶液的体积，做到更准确地控制浸渍工艺。准确地控制浸渍工艺。工业上，可以用喷雾使载体与适当浓度的溶液接工业上，可以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，这触，溶液的量相当于已知的总孔体积，这 样做可样做可以准确控制即将掺入催化剂中的活性组织的量。以准确控制即将掺入催化剂中的活性组织的量。各个颗粒都可达到良好的重

8、复性，但在一次浸渍各个颗粒都可达到良好的重复性，但在一次浸渍中所能达到最大负载量，要受溶剂溶解度的限制。中所能达到最大负载量，要受溶剂溶解度的限制。 18在任何情况在任何情况 下，制成的催化剂通常都要经过干燥下，制成的催化剂通常都要经过干燥与焙烧。在少数情况下，为使得有效组分更均匀与焙烧。在少数情况下，为使得有效组分更均匀地分散，可将浸渍过的催化剂浸入到一种试剂中，地分散，可将浸渍过的催化剂浸入到一种试剂中，以使发生沉淀，从而可使活性以使发生沉淀，从而可使活性 组分固定在催化剂组分固定在催化剂内部。内部。本法将载体与它可吸收体积的浸渍溶液相混合，本法将载体与它可吸收体积的浸渍溶液相混合，由于浸

9、渍溶液的体积与载体的微孔体积相当，只由于浸渍溶液的体积与载体的微孔体积相当，只要充分混合，浸渍溶液恰好浸透载体颗粒而无过要充分混合，浸渍溶液恰好浸透载体颗粒而无过剩，可省略废液的过滤剩，可省略废液的过滤 与回收。但是必须注意，与回收。但是必须注意，浸渍溶液体积是浸渍化合物性质和浸渍溶液黏度浸渍溶液体积是浸渍化合物性质和浸渍溶液黏度的函数。确定浸渍溶液体积，应预先进行试验测的函数。确定浸渍溶液体积，应预先进行试验测定。定。等体积浸渍可以连续或间断进行，设备等体积浸渍可以连续或间断进行，设备 投资投资少，生产能力大，能精确调节附载量，所以工业少，生产能力大，能精确调节附载量，所以工业上广泛采用。上

10、广泛采用。19多次浸渍法多次浸渍法 本法即浸渍、干燥、焙烧反复进行数次。采用本法即浸渍、干燥、焙烧反复进行数次。采用这种方法的原因有两点。这种方法的原因有两点。第一，浸渍化合物的溶解度小，一次浸渍不能得第一，浸渍化合物的溶解度小，一次浸渍不能得到足够大的附载量，需要重复浸渍多次；到足够大的附载量，需要重复浸渍多次；第二，第二， 为避免多组分浸渍化合物各组分间的竞争为避免多组分浸渍化合物各组分间的竞争吸附，应将各别组分按秩序先后浸渍。每次浸渍吸附，应将各别组分按秩序先后浸渍。每次浸渍后，必须进行干燥和焙烧，使之转化为不溶性的后，必须进行干燥和焙烧，使之转化为不溶性的物质，这样可以防止上次浸物质，

11、这样可以防止上次浸 载在载体的化合物在载在载体的化合物在下一次浸渍时又溶解到溶液中，也可以提高下一下一次浸渍时又溶解到溶液中，也可以提高下一次浸渍时载体的吸收量。次浸渍时载体的吸收量。20例如，加氢脱硫例如，加氢脱硫CO2O3-MoO3CO2O3-MoO3A12()3A12()3催化剂的制催化剂的制备，可将氧化铝先用钴盐溶液浸渍，干燥、焙烧备，可将氧化铝先用钴盐溶液浸渍，干燥、焙烧后再用钼盐溶液按上述步骤处理。必须注意每次后再用钼盐溶液按上述步骤处理。必须注意每次浸渍时附载量的提高情况。随着浸渍次数的增加，浸渍时附载量的提高情况。随着浸渍次数的增加，每次附载增量将减少。每次附载增量将减少。多次

12、浸渍法工艺过程复杂，劳动效率低，生产成多次浸渍法工艺过程复杂，劳动效率低，生产成本高，除非上述特殊情况，应尽量少采用。本高，除非上述特殊情况，应尽量少采用。21蒸气相浸渍法蒸气相浸渍法 除了溶液浸渍之外，亦可借助浸渍化合物的挥发除了溶液浸渍之外，亦可借助浸渍化合物的挥发性，以蒸气相的形式将它附载到载体上。这种方性，以蒸气相的形式将它附载到载体上。这种方法首先应用正丁烷异构化过程中的催化剂，催化法首先应用正丁烷异构化过程中的催化剂，催化剂为剂为A1C13A1C13铁钒土。在反应器内先装入铁钒土载铁钒土。在反应器内先装入铁钒土载体，然后以热的正丁烷气流将活性组分体，然后以热的正丁烷气流将活性组分A1C13A1C13气温气温升，而有足够的升，而有足够的AICl3AICl3沉淀在载体铁矾土上后气化，沉淀在载体铁矾土上后气化，并使并使A1C13A1C13微粒与丁烷一起通过铁矾土载体的反应微