浸渍法制备PdAl2O3催化剂
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综合化学实验报告 浸渍法
综合化学实验报告实验名称浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂学院化学化工学院学生姓名张宇周超朱军洁专业化学学号 70 71 72年级 2013 指导教师王永钊浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂张宇周超朱军洁（山西大学化学化工学院，山西太原 030006）摘要：浸渍法是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，接触一定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。
本实验采用等体积浸渍法制备负载型Pd/γ-Al2O3催化剂。
实验中首先测出γ-Al2O3的饱和吸附量，进而计算出采用等体积浸渍法时所需的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液和水的量，然后将载体γ-Al2O3浸泡在适量的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液与适量的水的混合液中，接触一定的时间后，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。
关键字：等体积浸渍法催化剂Pd/γ-Al2O30 引言：固体催化剂的制备方法很多，工业上使用的固体催化剂的制备方法有：沉淀法，浸渍法，机械混合法，离子交换法，熔融等[1]。
由于制备方法的不同，尽管原料和用量完全一样，但所制得的催化剂的性能仍可能有很大的差异。
浸渍法是将载体浸泡在含有在活性组分（主，助催化剂组分）的可溶性化合物溶液中，接触一定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂[2]。
由于浸渍法比较经济，且催化剂形状、表面积、孔隙率等主要取决于载体，容易选取。
等体积浸渍法是预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使载体完全浸渍所需的溶液量，这种方法称为等体积浸渍法。
应用这种方法可以省去过滤多余的浸渍溶液的步骤，而且便于控制催化剂中活性组分的含量。
因此，本实验采用等体积浸渍法[3][4]制备负载型Pd/γ- Al2O3催化剂。
实验中首先测出γ- Al2O3的饱和吸附量，进而计算出采用等体积浸渍法时所需的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液和水的量，然后将载体γ- Al2O3浸泡在适量的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液与适量的水的混合液中，接触一定的时间后，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。
浸渍法制备催化剂
活性组分消耗，宜采用蛋白或蛋黄型
Factors influencing impregnation
亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件
未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h
表面酸量 (mmol/g 活性炭)
0.216 0.886 1.621 1.295
活性表面 (m2/g Pd-Pt)
51 87 125 103
对于疏水性载体时，cosθ<0,浸渍操作可在加压下进行，还可以采 用有机溶剂调节浸润角，利用采用甲醇溶液在聚四氟乙烯上负载 钯
浸渍过程影响因素
载体表面性质 载体表面性质影响其对活性组分的吸附能力 氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数：
氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
浸渍过程影响因素
H2PtC 6 l 2H PtC 62- l PtC 62-lH2O (Pt5C H2O l -)C-l (Pt5C H2O l -) (Pt5C H2O l 2)-H
OH (PtCl5OH)2- +2Al
2Cl Cl Cl Pt Cl +Cl-+H++H2O
OO
Al Al
OH Al+HCl
Cl Al +H2O
Impregnation methods for the preparation of supported catalysts (A) wet impregnation (with excess solution) (B) incipient wetness impregnation
Advantages and shortcomings of impregnation
Factors influencing impregnation
亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件
未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h
表面酸量 (mmol/g 活性炭)
0.216 0.886 1.621 1.295
活性表面 (m2/g Pd-Pt)
51 87 125 103
对于疏水性载体时，cosθ<0,浸渍操作可在加压下进行，还可以采 用有机溶剂调节浸润角，利用采用甲醇溶液在聚四氟乙烯上负载 钯
浸渍过程影响因素
载体表面性质 载体表面性质影响其对活性组分的吸附能力 氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数：
氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
浸渍过程影响因素
H2PtC 6 l 2H PtC 62- l PtC 62-lH2O (Pt5C H2O l -)C-l (Pt5C H2O l -) (Pt5C H2O l 2)-H
OH (PtCl5OH)2- +2Al
2Cl Cl Cl Pt Cl +Cl-+H++H2O
OO
Al Al
OH Al+HCl
Cl Al +H2O
Impregnation methods for the preparation of supported catalysts (A) wet impregnation (with excess solution) (B) incipient wetness impregnation
Advantages and shortcomings of impregnation
Pd／γ—Al2O3-堇青石结构化催化剂制备及性能
层 多 孔 材 料 来 增 加 比 表 面 积 ， 负 载 活 性 组 再 分Ｉ ］经 过涂 层 处 理 后 的结 构 化催 化 剂 ， 比表 ６． 。 其
ＭＡ － Ｂ型 ｘ射线衍射仪 ， ＸＲ 衍射条件为 Ｃ ｓ ， ｕＫ 靶 管
电压为 ４ Ｖ， ０ｋ 管电流 为 ５ Ａ， ０ｍ 扫描范 围为 ５ Ｏ． ～７。
Ｐ ／一 ２ ３ ｄ ７Ａ１ 一 堇青石结构化催化剂制备及性能 Ｏ
刘 文 ， 文 管 龙 ， 传 少 涂 艳 ，卓 包 平
（． １ 武汉工 程 大学化 工与制 药 学院 ， 色化 工过程教 育部 重点 实验 室 ， 北 武汉 ４ ０ ７ ； 绿 湖 ３ ０ ４ ２ 黄 冈师 范学院化 工 学院 ， 北 黄 冈 ４ ８ ０ ） ． 湖 ３ ０ ０
第 ３ ３卷第 １ ２期
２１ 年 １ ０１ ２月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Ｖ０ ． ３ Ｎｏ １ １３ ．２
Ｄｅ ． ｃ ２ １ Ｏ１
Ｊ Ｗ ｕ ａ Ｉｓ． Ｔｅｈ ． ｈｎ ｎｔ ｃ．
文 章 编 号 ： ６ ４ ８ ９ ２ １ ） ２— ０ １ ０ １ ７ —２ ６ （ ０ １ １ ０ ０ — ５
关键词 ： 构化催化剂 ； 化加氢 ； 结 催 问苯 二 胺 ； Ｅ ； Ｐ Ｔ Ｍ Ｘ Ｓ
中图分类号： ６３ ０ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ — ８ ９ ２ １ ． ２ ０ １ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ６ ４ ２ ６ ． ０ １ １ ． ０ ｓ
０ 引 言
间苯 二胺是一种染 料 中间体 ， 广泛 用 于偶氮 染
剂 活性 组分 来 开展 研 究 ， 旨在 考察 制备 过 程 与条 件对 催化剂 结构 和性 能的影 响．
210978596_金属钯催化剂研究进展
I ndustry development行业发展金属钯催化剂研究进展孟志宇摘要：本文分析了当前金属钯催化剂应用包括氢化反应和氧化反应。
综述了国内外钯催化剂研制情况。
指出未来钯催化剂发展是向石墨烯、低成本纳米二氧化钛为载体的催化剂研制。
关键词：钯催化剂；浸渍法；TiO2；活性炭；模型钯是一种稀有贵金属，底壳中含量约为0.0006ppm，在航空、航天、核能等高科技领域中是不可缺少材料。
此外钯还用于制备催化剂，被广泛应用到汽车尾气净化、石油精炼等领域。
1 金属钯催化剂应用1.1 氢化反应石油领域中氢化反应是指在反应过程中加入氢原子的，进而生产其它化工原料，例如生产醋酸乙烯。
钯在加氢中发挥了重要作用，可以在覆盖范围之内，帮助内部离子分化，形成网状的碳元素，此时的金属钯内部处于二维结构，自身具有良好的催动作用。
随后，在金属钯中加入石墨烯中和反应，表面会出现一层羧基，促使钯与二亚乙基三胺逐渐融合，产生缩反应。
为后续的氢化处理营造反应环境。
此类研究主要有几类具有代表性的结果：（1）钯催化剂在邻氯硝基苯中加氢研究，分析表明钯催化剂在邻氯硝基苯加氢中催化活性比较高，但容易脱氯生成苯胺，影响钯应用。
为解决该难题，近年来发展了单钯催化剂和双金属钯催化剂，这些催化剂能够提高钯催化产品质量。
（2）多级孔Al2O3负载钯催化剂制备及加氢性能。
以聚甲基丙烯酸单脂为模板剂，使用胶体晶体模板制备出Al2O3载体，使用浸渍方法制备出钯催化剂。
研究结果表明制备的钯催化剂是一种三维有序相通大孔结构，表面积达到100.845m2/g，应用到对苯乙烯加氢中活性TOF值达到0.56s-1。
以PdCl2为前驱体，Al2O3为载体，使用浸渍方制备出蒽醌加氢流化床Pd/Al2O3催化剂，将该催化剂应用到蒽醌加氢中。
此时蒽醌内部存在的金属钯与自身的硅元素处于稳定均衡的运动状态，活性较强。
在测定材料之中，加入溴代芳烃、氯代芳烃与苯小的钯核几种元素后，观测此时金属钯的定向反应，一旦出现偶联反应，则表明所测定的金属钯被催化，内部的离子不断聚集，形成稳定的反应空间。
重整后加氢Pd／Al2O3型催化剂的制备
体表 面的酸 强度等 因素进行 了考 察 。催 化 剂评 价 结果 表 明 ， ｄ Ａ ｚ Ｐ ／ １Ｏ。一 ＭＯ 能够 符 合 重整 后加
氢 反 应 的要 求 。
关键 词 Ｐ ／ 催 化剂 重整后 加 氢 选择性 加 氢 ｄ Ａ１ Ｏ。
ＤＯＩ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ｎ １ ０ — ３ ２ ． ０１ ． １ ０ ９ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ７ ４ ６ ２ ０ ０ ． ０
性 高 、 择性好 等特点 ， 选 被广 泛地用 于选择 性加氢 反
应 中。因此 ， 该类 型 催 化剂 在 重整 后 加 氢反 应 中 的
应 用研究 将具有 深远 的意义 。
１实验 部分
１ １Ｐ ／ 一ＭＯ 及 Ｐ ／ 催化 剂的制 备 ． ｄ Ａ１ ０。 ｄ Ａ１ ０。
采用等 量 浸 渍 法 ， 经 过 预 处 理 的 定 量 丫一 将
阔。
参 考 文 献
１韩 德 奇 ， 国忠 ， 俊 岭 等 ． 醛 抽 出油 综 合 利 用 Ｅ］ 化 工 技 术 洪 吴 糠 Ｊ．
经 济 ，０ ２ ２ （ ） １ —１ ２ ０ ， Ｏ ２ ：３ ５
４ ｌ
８杨 锟 远 ． 甲基 吡 咯烷 酮 精 制 大 庆 馏 分 润 滑 油 ［ ］炼 油 设 计 ， ９８ Ｊ． １９ ，
土 吸附 ， 该方法 对芳 烃是有效 的 ， 用来处 理抽余 油 但 不理想 。 因为抽 余 油烯 烃 含 量较 高 ， 白土 吸 附寿命
较短 ， 致更换频 繁 ， 导 而且 白土不 能再 生 ， 弃 的 白 废
定催化 剂样 品 的比表面 和孔容 。
土会带来 严重 的环境 污染 。另 外一 种是采用 常规 的 Ｃ —Ｍｏ或 Ｎｉ ｏ —Ｍｏ加氢 精制 催 化剂 。在 较高 温度 （ ０ ℃～４ ０ 和 较 低 空 速 （ ＿ ～ ３ｈ ） ， ３０ Ｏ ℃） ２ｈ 。 下 很
浸渍法制备催化剂的研究进展
2、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 2—1 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 2—2。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。
4、与浸渍法相关的研究进展
4.1、超声波浸渍法
4.1.1、超声波辐照浸渍法制备 ＭｎＯ２／γ － Ａｌ２Ｏ３催化剂及其柴油催 化氧化脱硫性能 （1）实验部分 a、原料及试剂 加氢柴油取自中国石化某炼油厂，初始硫质量分数为 542μg/ｇ；活性γ－Al２ O３、Ｎ,Ｎ－二甲基甲酰胺，国药集团化学试剂有限公司产品；冰醋酸,ＡＲ， 上海申博化工有限公司产品；乙酸锰,AR, 广东西陇化工厂产品；异丁醛、甲醇、 乙腈，ＡＲ，上海凌峰化学试剂有限公司产品；无水Ｎａ２ＣＯ３，ＡＲ，上海 虹光化工厂产品；压缩空气，南京三乐集团有限公司产品。 b、催化剂的制备 选用直径为４～５ｍｍ的活性γ－Ａl2O3 作催化剂载体，制备酸改性γ－Al2O 3 作催化剂。称量５ｇ酸改性γ－Al2O3 加入到质量分数 30％的乙酸锰溶液中，采 用超声波处理器，在 30℃下以超声波促进浸渍。超声波辐照频率 20kHz、电功率 100Ｗ，辐照时间 30min。然后立刻过滤、干燥，再在 400℃下焙烧４～６ｈ，制 得催化剂，记为 MnO2／γ－Al2O3－１。在同样条件下，用普通浸渍法浸渍 24 ｈ代替超声波辐照，制备的催化剂记为 MnO2／γ－Al2O3－２，用于对比实验。 c、催化剂的表征 在美国 PE 公司电感耦合等离子体原子发射光谱仪上测定催化剂表面元素的含量 （ICP－AES） ，冷却气流 15Ｌ／min，辅助气流 0.2Ｌ／min，雾化气流 0.8Ｌ ／min，RF 功率 1300Ｗ，进样 1.5Ｌ／min。在德国 Bruker 公司 D8Advance 型全 自动Ｘ射线衍射仪上测定催化剂样品表面的 XRD 谱， 辐射源ＣｕＫα（ 衍射狭 缝从左到右均为１ｍｍ），镍单色器（0.6ｍｍ） ，40ｋＶ、40ｍＡ，２θ扫描 范围 10°～80°。 （2）结论 a、超声波辐照浸渍法制备的 MnO2／γ－Al2O3 催化剂用于催化柴油氧化脱硫的 效果明显优于普通浸渍法制备的催化剂。超声波能有效促进活性组分在载体表面 的均匀分散，提高活性组分的负载含量和浸渍速率。 b、在空气－异丁醛氧化体系中，常压和 35℃条件下， 采用超声波辐照浸渍法 制备 的 MnO2／γ－Al2O3 催化剂进行催化柴油氧化脱硫，柴油硫质量分数从 542 μｇ／ｇ降至 31μｇ／ｇ，达到国家Ⅳ类柴油质量标准，脱硫率达 94.3％。 c、空气可以代替价格较贵的分子氧、H2O2 等作为氧化剂，无需高温和高压，采 用超声波辐照浸渍法制备的 MnO2／γ－Al2O3 催化剂进行加氢柴油的催化氧化 脱硫反应，可以大大提高催化氧化反应的速率，减少溶剂乙腈的用量，同时柴油 的脱硫效果也有一定程度的提高。 4.1.2、超声波浸渍法制备 MnOx/TiO2 催化剂低温选择性催化还原 NO （1）实验部分 a、催化剂制备 催 化 剂 制 备 采 用 的 化 学 试 剂 有 质 量 分 数 50% 硝 酸 锰 (Mn(NO3)2 · 6H2O) 、 TiO2(Degussa，P25)、柠檬酸(C6H8O7)、钛酸正丁酯( C16H36O4Ti)、无水乙醇 ( CH3CH2OH )和乙酸(CH3COOH)，试剂均为分析纯(AR)。采用的实验设备有烘箱、 马弗炉和各种化学玻璃仪器等。马弗炉煅烧样品均在持续空气流(150 mL /min) 中进行。本文分别采用超声波浸渍法、 常规浸渍法和溶胶凝胶法制备 MnOx/TiO2，MnOx 含量均为 10%。 超声波浸渍法( ultrasonic impregnation，UI)：在 100mL 烧杯中加入 50 mL
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 2—1 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 2—2。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。
4、与浸渍法相关的研究进展
4.1、超声波浸渍法
4.1.1、超声波辐照浸渍法制备 ＭｎＯ２／γ － Ａｌ２Ｏ３催化剂及其柴油催 化氧化脱硫性能 （1）实验部分 a、原料及试剂 加氢柴油取自中国石化某炼油厂，初始硫质量分数为 542μg/ｇ；活性γ－Al２ O３、Ｎ,Ｎ－二甲基甲酰胺，国药集团化学试剂有限公司产品；冰醋酸,ＡＲ， 上海申博化工有限公司产品；乙酸锰,AR, 广东西陇化工厂产品；异丁醛、甲醇、 乙腈，ＡＲ，上海凌峰化学试剂有限公司产品；无水Ｎａ２ＣＯ３，ＡＲ，上海 虹光化工厂产品；压缩空气，南京三乐集团有限公司产品。 b、催化剂的制备 选用直径为４～５ｍｍ的活性γ－Ａl2O3 作催化剂载体，制备酸改性γ－Al2O 3 作催化剂。称量５ｇ酸改性γ－Al2O3 加入到质量分数 30％的乙酸锰溶液中，采 用超声波处理器，在 30℃下以超声波促进浸渍。超声波辐照频率 20kHz、电功率 100Ｗ，辐照时间 30min。然后立刻过滤、干燥，再在 400℃下焙烧４～６ｈ，制 得催化剂，记为 MnO2／γ－Al2O3－１。在同样条件下，用普通浸渍法浸渍 24 ｈ代替超声波辐照，制备的催化剂记为 MnO2／γ－Al2O3－２，用于对比实验。 c、催化剂的表征 在美国 PE 公司电感耦合等离子体原子发射光谱仪上测定催化剂表面元素的含量 （ICP－AES） ，冷却气流 15Ｌ／min，辅助气流 0.2Ｌ／min，雾化气流 0.8Ｌ ／min，RF 功率 1300Ｗ，进样 1.5Ｌ／min。在德国 Bruker 公司 D8Advance 型全 自动Ｘ射线衍射仪上测定催化剂样品表面的 XRD 谱， 辐射源ＣｕＫα（ 衍射狭 缝从左到右均为１ｍｍ），镍单色器（0.6ｍｍ） ，40ｋＶ、40ｍＡ，２θ扫描 范围 10°～80°。 （2）结论 a、超声波辐照浸渍法制备的 MnO2／γ－Al2O3 催化剂用于催化柴油氧化脱硫的 效果明显优于普通浸渍法制备的催化剂。超声波能有效促进活性组分在载体表面 的均匀分散，提高活性组分的负载含量和浸渍速率。 b、在空气－异丁醛氧化体系中，常压和 35℃条件下， 采用超声波辐照浸渍法 制备 的 MnO2／γ－Al2O3 催化剂进行催化柴油氧化脱硫，柴油硫质量分数从 542 μｇ／ｇ降至 31μｇ／ｇ，达到国家Ⅳ类柴油质量标准，脱硫率达 94.3％。 c、空气可以代替价格较贵的分子氧、H2O2 等作为氧化剂，无需高温和高压，采 用超声波辐照浸渍法制备的 MnO2／γ－Al2O3 催化剂进行加氢柴油的催化氧化 脱硫反应，可以大大提高催化氧化反应的速率，减少溶剂乙腈的用量，同时柴油 的脱硫效果也有一定程度的提高。 4.1.2、超声波浸渍法制备 MnOx/TiO2 催化剂低温选择性催化还原 NO （1）实验部分 a、催化剂制备 催 化 剂 制 备 采 用 的 化 学 试 剂 有 质 量 分 数 50% 硝 酸 锰 (Mn(NO3)2 · 6H2O) 、 TiO2(Degussa，P25)、柠檬酸(C6H8O7)、钛酸正丁酯( C16H36O4Ti)、无水乙醇 ( CH3CH2OH )和乙酸(CH3COOH)，试剂均为分析纯(AR)。采用的实验设备有烘箱、 马弗炉和各种化学玻璃仪器等。马弗炉煅烧样品均在持续空气流(150 mL /min) 中进行。本文分别采用超声波浸渍法、 常规浸渍法和溶胶凝胶法制备 MnOx/TiO2，MnOx 含量均为 10%。 超声波浸渍法( ultrasonic impregnation，UI)：在 100mL 烧杯中加入 50 mL
碱性助剂改性载体对Pd／Al2O3-TiO2催化剂的影响
１ 前 言
传统 的加氢催化剂 载体 一般要求具有 大的比表
面 积 ， 性 金 属 能 够 在 载 体 表 面 均 匀 分 散 ， 而 提 高 活 从 活性 金 属 的利 用 率 ， 进一 步 提 高催 化 剂 的活性 。 并 但 对 脱 除 碳 四馏 分 中 少 量 的 炔 烃 杂 质 以提 纯 碳 四馏 分 中 １３丁 二 烯 为 目的 的选 择 性 加 氢 脱 炔 烃 催 化 剂 ，－ 来 说 ， 体 的 比表 面 积 大 ， 催 化 剂 的 活 性 高 ， 择 载 则 选
性差 ， 丁二 烯损失 大 ； 体 的最可 几孔 径 大 、 载 孔体 积
小 ， 活 性 低 ， 择 性 好 同 时 ， 体 酸 性 中 心 可 则 选 川。 载 以催 化 炔 烃 和 烯 烃 聚 合 反 应 生 成 绿 油 堵 塞 子 道 ， Ｌ 造 成 催 化 剂 失 活 。所 以 ， 四 馏 分 选 择 性 加 氢 催 化 剂 碳
（． 国石 油大 学 重 质 油 国家 重 点 实 验 室 Ｃ Ｐ １中 Ｎ Ｃ催 化 重点 实 验 室 ，青 岛 ２ ６ ５ ；２ 中 国石 油 独 山 子 石 化 公 司 ） ６５５ ．
摘
要 ： 分别 采用 浸渍 法 和混 捏 法 对 载 体 进 行 碱 性 助 剂 改 性 ， 以 浸 渍 法 制 备 出 ｅ ／ 。Ｔ Ｏ 催 化 剂 ； 再 ｄ Ａ１ Ｏ ｉｚ
Ａ１Ｏ。Ｔｉ 一 Ｏ 催 化 剂 ， 察 碱 性 助 剂 改 性 对 Ｐ ／ 考 ｄ
４ｈ 制 得 混 捏 法 改 性 载 体 ， 中 Ｋ Ｏ 质 量 分 数 ， 其
为 １ 。
２ １ ３ 催 化 剂 制 备 将 一 定 量 的 Ｐｄ 溶 于 盐 酸 ． ． Ｃｌ
催化剂制备原理-浸渍法
Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
• 浸渍法分类
➢ 过量浸渍法：将载体浸渍在过量溶液中，溶液体积大于载体可吸 附的液体体积，一段时间后除去过剩的液体，干燥、焙烧、活化
➢ 等体积浸渍法：预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使 载体完全浸渍所需的溶液量（实际采用喷雾法——把配好的溶液 喷洒在不断翻动的载体上，达到浸渍的目的）
➢ 浸渍液浓度
Impregnation of -Alumina with Ni (from Ni(NO3)2)，浸渍时间 0.5 h
低浓度浸渍溶液和较长浸渍时间有利于活性 组分在载体孔内均匀分布
on + d• iff浸usi渍on后的热a处dso理rdpiftfiuosnion
➢ 干燥过程中活性组分的迁移
➢ 浸渍时间
Impregnation of -Alumina with Ni (from 1.0 M Ni(NO3)2)
Increasing impregnation time Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
• 浸渍影响因素
a VpC 100% 1 VpC
载体比孔容，ml/g
浸渍液浓度（以氧化物计），g/ml
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
浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力
• 浸渍过程
Solution flow into pores
adsorption
Adsorption/desorption + diffusion
催化剂浸渍法原理
zhangwengui330(金币+2,VIP+0):谢谢分享！8-25 15:10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。
溶剂化金属原子浸渍法制备Pd—Cu／γ—Al2O3低温CO氧化催化剂
子 能 谱 仪 ， ｘ射 线 光 源 为 ＨＩ ０ ５
Ｍｇ ａ Ｋ ，分析 真 空保 持 在 １ ３×１ ～ ａ ． ０ Ｐ ，样 品用 双 面 胶带 粘在 样 品 托上 进行 测 定 。样 品 在 测定 前没 有 做 任何 处 理 。
Ｉ
．
７ ８℃
一
１６【， 引入 １ ｍＬ左 右 的 甲苯 覆 盖反 应瓶 内壁， ９ｃ ＝ ０
然后 逐渐 加 大 电流， 金属 钯 和铜 蒸 发， 使 在金 属蒸 发
过 程 中 不 断 引 入 甲苯 。 大 约 ｌ ｈ后 ， 两 种 金 属 和 １０ ３ ｍＬ的 甲苯被 共凝 聚在 反 应瓶 壁 上． 共凝 聚结 束
次利 用 溶 剂 化 金属 原 子 浸 渍 法 制 备 Ｐ ｄ金 属催 化 剂
和 Ｐ ．ｕ双金 属催 化 剂 ， 过 对 比研 究 ， 示 Ｃ ｄＣ 通 揭 ｕ对 Ｐ ｄ在 低温 Ｃ ０氧化 反 应 中 的助 催 化作 用 。
理４） ｈ 载体 上 ， 一７ ｃ 在 ８Ｃ下搅 拌 浸 渍 ５ ， 后缓 慢 升 ｈ然
至 室 温 ， 真 空 除 甲 苯 １ｈ 得 固 体 粉 末 Ｐ —ｕ ２。 ｄＣ ／
．
Ａ ｚ ３ 化剂 。 ｌ 催 ０
１ 实 验 部 分
１ １ 催化 剂 的 制备 ． 溶剂化 Ｐ ｄ和 Ｃ ｕ原 子 溶 液 是 在 Ｋ ｏ ｓ ２ ５ ０ ｎｔ ９ ７０ ｅ 静 止 式金 属原 子 反 应器 ¨ 中制 备 的。溶 剂 化金 属 原 １ 子溶 液及催 化 剂 制备 过 程 如 下 图 。
首先称 取 一 定重 量 比的 金属 钯 （ 光谱 纯 ） 和金 属 铜 （ 纯 度 为 ９ ． ％ ） １ 右 ， 入 ． １ ， 埚 铜 ９ ９ 共 ｇ左 放 Ａｚ 坩 ０ 中， 将坩 埚 固定在 两 电极 之 间 ， 上反 应 瓶， 体 系 装 使
Ｍｇ ａ Ｋ ，分析 真 空保 持 在 １ ３×１ ～ ａ ． ０ Ｐ ，样 品用 双 面 胶带 粘在 样 品 托上 进行 测 定 。样 品 在 测定 前没 有 做 任何 处 理 。
Ｉ
．
７ ８℃
一
１６【， 引入 １ ｍＬ左 右 的 甲苯 覆 盖反 应瓶 内壁， ９ｃ ＝ ０
然后 逐渐 加 大 电流， 金属 钯 和铜 蒸 发， 使 在金 属蒸 发
过 程 中 不 断 引 入 甲苯 。 大 约 ｌ ｈ后 ， 两 种 金 属 和 １０ ３ ｍＬ的 甲苯被 共凝 聚在 反 应瓶 壁 上． 共凝 聚结 束
次利 用 溶 剂 化 金属 原 子 浸 渍 法 制 备 Ｐ ｄ金 属催 化 剂
和 Ｐ ．ｕ双金 属催 化 剂 ， 过 对 比研 究 ， 示 Ｃ ｄＣ 通 揭 ｕ对 Ｐ ｄ在 低温 Ｃ ０氧化 反 应 中 的助 催 化作 用 。
理４） ｈ 载体 上 ， 一７ ｃ 在 ８Ｃ下搅 拌 浸 渍 ５ ， 后缓 慢 升 ｈ然
至 室 温 ， 真 空 除 甲 苯 １ｈ 得 固 体 粉 末 Ｐ —ｕ ２。 ｄＣ ／
．
Ａ ｚ ３ 化剂 。 ｌ 催 ０
１ 实 验 部 分
１ １ 催化 剂 的 制备 ． 溶剂化 Ｐ ｄ和 Ｃ ｕ原 子 溶 液 是 在 Ｋ ｏ ｓ ２ ５ ０ ｎｔ ９ ７０ ｅ 静 止 式金 属原 子 反 应器 ¨ 中制 备 的。溶 剂 化金 属 原 １ 子溶 液及催 化 剂 制备 过 程 如 下 图 。
首先称 取 一 定重 量 比的 金属 钯 （ 光谱 纯 ） 和金 属 铜 （ 纯 度 为 ９ ． ％ ） １ 右 ， 入 ． １ ， 埚 铜 ９ ９ 共 ｇ左 放 Ａｚ 坩 ０ 中， 将坩 埚 固定在 两 电极 之 间 ， 上反 应 瓶， 体 系 装 使
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山西大学
综合化学实验报告实验名称浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂
学院化学化工学院
学生姓名 ddd
专业化学
学号 4444
年级 2009
指导教师王永钊
二Ο一二年 5月11日
浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂
姓名：tttt 学号：jikij 专业：化学
（山西大学化学化工学院，山西太原030006）
摘要：用等体积浸渍法，预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使载体完全浸渍所需的Pd溶液与蒸馏水的量，经干燥，焙烧，还原制备Pd/γ-Al2O3催化剂，此催化剂为银灰色蛋壳型。
关键词：浸渍法 Pd/γ-Al2O3 催化剂
引言:
固体催化剂的制备方法很多。
由于制备方法的不同，尽管原料和用量完全一样，但所制得的催化剂的性能仍可能有很大的差异。
本次实验使用等体积浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂，使学生了解并掌握催化剂制备的基本原理与简单操作。
浸渍法是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，接触一定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。
而等体积浸渍法，能较便捷的得出所需净渍液的大概体积，由此可以省去过滤多余的浸渍溶液的步骤，而且便于控制催化剂中活性组分的含量。
此方法预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使载体完全浸渍所需的溶液量。
用浸渍法制备催化剂时，毛细管中浸渍液所含的溶质在干燥过程中会发生迁移，造成活性组分的不均匀分布。
这时由于在缓慢干燥过程中，热量从颗粒外部传递到其内部，颗粒外部总是先达到液体的蒸发温度，因而孔口部分先蒸发使一部分溶质析出，由于毛细管上升现象，含有活性组分的溶液不断地从毛细管内部上升到孔口，并随溶剂的蒸发溶质不断地析出，活性组分就会向表层集中，留在孔内的活性组分减少。
因此，为了减少干燥过程中溶质的迁移，常采用快速干燥法，使溶质迅速析出。
有时也可采用稀溶液多次浸渍法来改善。
浸渍完全后再经干燥，焙烧处理得到催化剂产物。
实验部分
1、实验步骤
1.1实验试剂与仪器
1.1.1 试剂：γ-Al2O3小球，蒸馏水，Pd[9.6 mg/mL]溶液
1.1.2 仪器：坩埚，玻璃棒，移液管(1ml)，洗耳球，小量筒（10ml)，烘箱，马弗炉
1.2具体操作方法
1.2.1 载体吸入溶液能力试验称取三份1.0 g的40-60 目γ-Al2O3小球，逐步滴加蒸馏水，
正好使载体吸附饱和，记录加入量v1、v2和v3 ml，并求出平均加入量v。
1.2.2 计算出制备0.5%Pd/Al2O3催化剂（载体为1 g）所需Pd[9.6 mg/mL]溶液的体积v4：
V4= 0.5%×[1/（1-0.5%)]×1000/9.6
1.2.3 等体积溶液浸渍再称取1.0 g 40-60 目的γ-Al2O3小球，移取所需量(v4)的PdCl2 溶液和(v-v4)的蒸馏水水混合均匀，总体积为v（达到等量浸渍的目的）, 将该溶液一次倒入已称好的Al2O3载体上，并不断搅拌，载体正好被完全浸渍，放置0.5 h。
1.2.4 干燥，焙烧将上述催化剂放入干燥箱80 ℃干燥1.5 h，120 ℃干燥2 h，然后置于马弗炉中以升温至480 ℃，焙烧2 h。
1.2.5 收集产物，装瓶密封储存。
2实验结果
2.1数据处理
2.1.1 记录载体吸入溶液能力试验消耗的体积，并求出平均值：
2.1.2 制备0.5%Pd/γ-Al2O3催化剂：
2.2实验产物
实验最后得到银灰色产物。
3讨论
3.1 本实验用等体积浸渍法制备催化剂，这种方法可以省去过滤多余的浸渍溶液的步骤，而且便于控制催化剂中活性组分的含量。
3.2 深刻体会载体吸附饱和的状态，实验时逐滴滴加溶液，搅拌均匀再观察载体是否吸附饱和。
3.3 正确计算出制备Pd/γ-Al2O3所需要的PdCl2溶液的体积。
3.4 制备0.5%Pd/Al2O3催化剂时，应将该溶液一次倒入已称好的Al2O3载体上，并不断搅拌，至载体正好被完全浸渍后，需放置0.5 h，以便Pd/Al2O3完全渗透载体。
3.5 将所制备催化剂放入干燥箱80 ℃干燥时需不时搅拌。
3.6 马弗炉使用完后不能立即打开，要等温度降至300℃，先打开一小缝，待温度再下降一定程度后打开降温，降温后再取产品，观察产物颜色为银灰色，掰开发现此催化剂为蛋壳型。
参考文献
1. 黄仲涛编，工业催化，化学工业出版社，2003
2. 张继光编，催化剂制备过程技术，中国石化出版社，2006
3. 朱洪法刘丽芝编，催化剂制备及应用技术，中国石化出版社，2011
4. 中国石油化工集团公司人事部中国石油天然气集团公司人事服务中心编，催化剂制造工，中国石化出版社，2011
5. 中国石油天然气集团公司中国石油化工集团公司编，催化剂与添加剂中国石化出版社，2008
6. 辛勤编，固体催化剂研究方法，科学出版社，2004
7. 闵恩泽编，工业催化剂的研制与开发，中国石化出版社，1996
8. 唐新硕编，催化剂设计，浙江大学出版社，2010
Repare the P d/γ-Al2O3 catalyst by immersion method Name：Zhai Xiaoqian Student Id:2009296075 Professional: chemical (Shanxi university Chemical engineering, Shanxi Taiyuan 030006)
Abstract:With the incipient wetness impregnation method, pre-determination of the ability ofthe carrier inhalation solution, then add just so that the carrier is completelyimpregnated with the amount of Pd solution and distilled water, After drying, roasting, to restore the the preparation Pd/γ-Al2O3 catalyst catalyst for silver eggshell.。