催化剂的制备方法与成型技术
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一.催化剂的组成:1. 活性组分:2. 助催化剂:3. 载体:二.催化剂的制备其制备方法有酸法,碱法和醇铝法三种。
目前国内主要采用碱法,少数厂家采用醇铝法。
(1)酸法将硫酸铝配成6%勺水溶液,加入中和槽中,再将液氨配成15%- 20% 的氨水,按计算量将氨水快速加入,在强烈搅拌下于室温反应40〜60 min,至pH值达到8〜9左右时,反应基本完成。
将生成的沉淀物经压滤、用无离子水洗涤除去杂质离子,洗涤水中一般加少量氨水调节pH值为8〜9,以防洗涤过程中氢氧化铝发生胶凝过程而引起物料损失。
将洗涤过的沉淀物加入少量33%的硝酸溶液,在强烈搅拌下生成胶状料浆(此过程称为打浆) 。
再经喷雾干燥,将得到的微球形氢氧化铝挤条成型,在550C下焙烧活化4h,即脱水形成活性氧化铝。
(2)碱法把工业固体烧碱加水配成浓度为600 g/L的烧碱溶液,在50〜80C下加入氢氧化铝后升温至110C,保温3 h进行反应,将所得溶液用水稀释至含氧化铝为100g/L,静置0.5〜1h,经过滤,除去氢氧化铁等不溶性杂质,再将清液和20%硝酸溶液按照一定比例进行中和反应,温度控制在30〜50C下,控制pH 7〜7.5,反应10 min左右以后,再将反应液在常温搅拌下老化2h,经过滤、用无离子水多次洗涤、于110C烘干、挤条成型、干燥、500C活化4h,制得活性氧化铝。
(3)醇铝法将金属铝片加入异丙醇溶液中进行反应,生成异丙醇铝,通过水蒸气鼓泡(入口温度180C,水解温度175C),使异丙醇铝水解,生成水合氧化铝,经熟化、过滤、于100C干燥、500C脱水活化,制得活性氧化铝。
其( 4)高温快脱法:将氢氧化铝( 水合氧化铝) 经高温快速脱水、成型、水热处理及干燥后制得成品。
(5)炭化铝胶法:将氢氧化铝和氢氧化钠混合,再经中和、二氧化碳碳化、水洗、压滤、干燥、粉碎、捏合、挤条、干燥、煅烧等过程制得成品。
(6)喷雾干燥法:将氢氧化铝与工业硫酸反应,再经碱液中和、水洗、喷雾干燥、煅烧等过程制得成品。
一种蜂窝式scr脱硝催化剂及其制备方法与流程
一种蜂窝式SCR脱硝催化剂及其制备方法,属于环保和脱硝催化剂技术领域。
这种催化剂由氧化铝和钛白粉载体、活性组分溶液和助剂溶液、玻璃纤维丝、拟薄水铝石、高岭土、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和甘油混合而成。
制备方法包括以下步骤:
1. 将上述组分混合在一起。
2. 加入硝酸溶液进行陈化。
3. 通过立式液压挤出机进行成型。
4. 最后进行干燥和焙烧,得到高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂。
所得的蜂窝式低温催化剂具有很强的机械性能、低温活性和抗硫中毒性能。
在120~150℃、SO2浓度4000mg/m3烟气条件中,氮氧化物脱除率大于90%。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
化工工程高效催化剂的制备工艺催化剂在化学工业过程中起到至关重要的作用,能够提高反应速率、降低反应温度和增进化学反应的选择性。
因此,如何制备高效的催化剂一直是化工工程中的研究热点之一。
本文将介绍化工工程中高效催化剂的制备工艺。
一、催化剂制备前的原料准备高效催化剂的制备首先需要进行原料准备。
选择合适的原料是保证催化剂性能的关键。
通常,制备高效催化剂所需的原料包括催化剂载体、金属或金属氧化物前驱物等。
催化剂载体的选择应考虑其物化性质以及与催化剂活性组分之间的相容性。
二、催化剂的活性组分制备催化剂的活性组分是决定催化性能的关键因素。
常用的制备方法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
其中,溶胶-凝胶法是一种常用且成熟的方法。
通过控制溶胶-凝胶反应条件,可以实现对催化剂活性组分的形貌、尺寸和分散度的调控。
三、催化剂的组装和成型组装和成型是将催化剂活性组分与载体进行有机结合的过程。
常用的组装方法有浸渍法、沉积法等。
浸渍法是制备催化剂的常用方法之一,其原理是将载体浸入活性组分溶液中,通过浸渍、干燥和还原等步骤,将活性组分固定在载体上。
四、催化剂的干燥和活化催化剂制备完成后,需要进行干燥和活化,以去除水分和还原金属离子。
常用的干燥方法有气流干燥、真空干燥等。
而活化是通过一定的温度和气氛条件下将金属离子还原为金属颗粒,使催化剂达到最佳活性。
五、催化剂的表征和性能评价催化剂制备完成后,需要对其进行表征和性能评价。
常用的表征方法包括X射线衍射、透射电子显微镜等。
性能评价主要包括比表面积、孔径分布、活性等方面的测试。
在化工工程中,高效催化剂的制备工艺是提高反应效率和降低生产成本的关键环节。
通过合理选择原料、控制制备过程和优化催化剂的组装方法,可以制备出具有较高催化活性和选择性的高效催化剂,从而提高化工工程的产能和经济效益。
总结起来,制备高效催化剂需要进行原料准备、活性组分制备、组装和成型、干燥和活化以及表征和性能评价等步骤。
化工催化剂的常见的制备方法主要有:浸渍法、共沉淀法、沥滤法、热溶解法、电解法和离子交换法。
01浸渍法:浸渍法是制备固体催化剂的常用方法之一。
01方法浸渍法是将载体放进含有活性物质的液体或气体中浸渍,活性物质逐渐吸附于多孔载体的表面,并渗透到载体的内表面,当浸渍平衡后,将剩余的液体或气体除去,再进行干燥,焙烧、活化等即可制得催化剂。
浸渍法制备的催化剂的活性组分均匀地分布在载体的细孔中,具有均匀的、较高的活性组分。
02原理固体孔隙与液体接触时,由于表面张力的作用而产生毛细管压力,使液体渗透到毛细管内部;活性组分在孔内扩散及在载体表面吸附。
03应用浸渍法适用于制备稀有贵金属催化剂,活性组分含量较低的催化剂,以及需要高机械强度的催化剂。
04优点载体形状尺寸已确定,载体具有合适的比表面积、孔径、强度和导热率;活性组分利用率高,成本低;生产方法简单,生产能力高。
05缺点焙烧产生污染气体;干燥过程会导致活性组分迁移。
06分类等体积浸渍法;过量浸渍法;多次浸渍法;沉淀浸渍法;蒸汽浸渍法;加压浸渍法;超声浸渍法。
02沉淀法:沉淀法在催化剂制备中也比较常见。
01方法在金属盐溶液中加入沉淀剂,生成难溶金属盐或金属水合氧化物,从溶液中沉淀出来,再经过老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或催化剂载体。
沉淀的形成包括晶核的生成和晶核的长大。
02晶核的形成均相成核:当溶液过饱和状态时,构晶离子由于静电作用,通过缔合而自发形成晶核的作用。
异相成核:溶液中的微粒等外来杂质作为晶种诱导沉淀形成的作用。
03晶核的长大晶核形成之后,构晶离子就可以向晶核表面运动并沉积下来,使晶核逐渐长大的,最后形成沉淀微粒。
04常用的沉淀剂碱类:氨水、NaOH、KOH碳酸盐:(NH4)2CO3、Na2CO3 、CO2有机酸:CH3COOH、H2C2O4CH3COONH4 、(NH4)2C2O405应用沉淀法广泛用于制备高含量的非贵金属、非金属氧化物催化剂或催化剂载体。
催化剂的制备方法和成型探讨1.2王公民(1.西安建筑科技大学 陕西 西安 710077;2.西安瑞联近代电子材料有限责任公司 陕西 西安 710077)摘 要: 在工业领域,催化剂是一种重要的化学制品,不但能够促进化学反应的发生,还能控制化学反应的速率,在工业领域有着重要的应用。
对于有些化学反应来讲,如果没有催化剂的介入,将无法正常实现。
所以,我们要对催化剂进行深入的了解,对催化剂的原理和制备方法要做全面的研究,保证能够根据工业实际需要制备出相应的催化剂,满足工业生产需要。
从目前的研究来看,对于催化剂的制备方法和成型技术已经有着比较完善的方法和工艺,我们要在现有的基础上进行研究和创新,保证催化剂的制备方法和成型能够适应化学工业的发展速度,使催化剂成为工业发展的重要推动力和物质保障。
关键词: 催化剂;制备方法;成型;探讨中图分类号:O643 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210117-01时还要添加粘结剂。
考虑到活性组分容易剥离,滚涂法已不常1 固体催化剂的组成研究用。
从目前的研究来看,对于固体催化剂而言,其组成主要分 2.5 催化剂制备方法中的离子交换法为三个部分,即:活性组分、助剂、载体。
这三部分构成了催化催化剂制备方法中的离子交换法主要是指在载体选择的时剂本身,三者缺一不可,这三部分在催化剂中发挥着重要作用。
候将离子作为交换剂,使其以反离子的方式进入活性组分,进1.1 催化剂中活性组分而将活性组分中的其他离子替换出来,最终制成金属离子催化所谓催化剂中的活性组分,主要是指在催化剂中起到催化剂,这种方法目前广泛用于贵金属催化剂的制备。
作用的那部分物质,是催化剂的主体,如果没有活性组分,催 2.6 催化剂制备方法中的热熔融法化剂就失去了应有的作用。
热熔融法主要是指在高温的环境下将多个活性组分融合在1.2 催化剂中的助剂一起,并保证混合后的固体和液体氧化物能够具有稳定的性催化剂中的助剂单独来看的话,活性较低,单独在催化剂能,能够在催化过程中发挥重要作用。
催化剂制备方法简介1、催化剂制备常规方法(1)浸渍法a 过量浸渍法b 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)a单组分沉淀法b 多组分共沉淀法c均匀沉淀法(沉淀剂:尿素)d 超均匀沉淀法(NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9)e 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。
f 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(适当加入铬酐的水溶液和少许石墨)然后送入压片机制成圆柱形,在100 °C烘2h即可。
(4)热分解法硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐、草酸盐或乙酸盐。
5)沥滤法制备骨架金属催化剂的方法,Raney 镍、铜、钴、铁等。
(6)热熔融法合成氨催化剂Fe-K2O-AI 2O3;用磁铁矿Fe3O4、KNO3和Al2O3咼温熔融而得。
(7)电解法用于甲醇氧化脱氢制甲醛的银催化剂,通常用电解法制备。
该法以纯银为阳极和阴极,硝酸银为电解液,在一定电流密度下电解,银粒在阴极析出,经洗涤、干燥和活化后即可使用(8) 离子交换法NaY 制 HY(9) 滚涂法和喷涂法(10) 均相络合催化剂的固载化(11) 金属还原法(12) 微波法(13) 燃烧法(高温自蔓延合成法)常用尿素作为燃烧机(14) 共沸蒸馏法通过醇和水的共沸,改变沉淀的形貌、孔结构。
2、催化剂制备新技术(1)溶胶-凝胶法(水溶液Sol-gel 法和醇盐Sol-gel 法)a 胶体凝胶法(胶溶法)胶体凝胶法是通过金属盐或醇盐完全水解后产生无机水合金属氧化物,水 解产物与胶溶剂(酸或碱)作用形成溶胶,这种溶胶转化成凝胶是胶粒聚集在一 起构成网络,胶粒间的相互作用力是静电力(包括氢键)和范德华力。
\催化剂的制备方法与成型技术 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
Abstract: this paper introduces the composition of the catalyst, solid catalyst preparation of the general method of preparation, catalyst of new technology, and catalysts used molding technology. Keywords: Solid catalyst; Preparation methods; Molding technology 1
目 录 摘要....................................................................................................................................................1 1 固体催化剂的组成: ................................................................................................................... 2 2 催化剂的一般制备方法 ............................................................................................................... 2 2.1 浸渍法 ................................................................................................................................ 2 2.2 沉淀法 ............................................................................................................................... 3 2.3 混合法 ............................................................................................................................... 4 2.4 滚涂法 ............................................................................................................................... 4 2.5 离子交换法 ........................................................................................................................ 4 2.6 热熔融法 ........................................................................................................................... 4 2.7锚定法 ................................................................................................................................ 5 2.8 其他方法 ............................................................................................................................ 5 3 催化剂成型技术 ........................................................................................................................... 6 4 小结 .............................................................................................................................................. 7 参考文献........................................................................................................................................... 8 2
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 3
度不大的情况,也可用来依次浸载若干组分,以回避组分间的竞争吸附;④流化喷洒浸渍法,浸渍溶液直接喷洒到反应器中处在流化状态的载体颗粒上,制备完毕可直接转入使用,无需专用的催化剂制备设备;⑤蒸气相浸渍法,借助浸渍化合物的挥发性,以蒸气相的形式将它负载到载体表面上,但活性组分容易流失,必须在使用过程中随时补充。
2.2 沉淀法
用淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶或不溶化合物,经分离、洗涤、干燥、煅烧、成型或还原等工序,制得成品催化剂。广泛用于高含量的非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂或催化剂载体。沉淀法有: ①共沉淀法,将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一种方法。其特点是一次操作可以同时得到几个组分,而且各个组分的分布比较均匀。如果组分之间形成固体溶液,那么分散度更为理想。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、介质的pH值及其他条件都须满足各个组分一起沉淀的要求。 ②均匀沉淀法,首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合,造成一个十分均匀的体系,然后调节温度,逐渐提高pH值,或在体系中逐渐生成沉淀剂等,创造形成沉淀的条件,使沉淀缓慢地进行,以制取颗粒十分均匀而比较纯净的固体。例如,在铝盐溶液中加入尿素,混合均匀后加热升温至90~100℃,此时体系中各处的尿素同时水解,放出OH-离子:
于是氢氧化铝沉淀可在整个体系中均匀地形成。 ③超均匀沉淀法,以缓冲剂将两种反应物暂时隔开,然后迅速混合,在瞬间内使整个体系在各处同时形成一个均匀的过饱和溶液,可使沉淀颗粒大小一致,组分分布均匀。苯选择加氢的镍/氧化硅催化剂的制法是:在沉淀槽中,底部装入硅酸钠溶液,中层隔以硝酸钠缓冲剂,上层放置酸化硝酸镍,然后骤然搅拌,静置一段时间,便析出超均匀的沉淀物。 ④浸渍沉淀法,在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法,即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体,待浸渍操作完成后加热升温,使待沉淀组分沉积在载体表面上。