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接下来给大家介绍一下沉淀的工艺的影响

就是第六个关于搅拌的强度

来看一下搅拌最重要的作用

也是大多数同学往往会忽略的作用

因为搅拌 大家学过化学反应工程或者化工原理

一般会知道搅拌是为提高传质的

传质的过程

实际上在搅拌过程

催化剂制备过程中搅拌

大家考虑一下搅拌是通过

电能转化机械能 那机械能要传输到反应体系里面

搅拌实际上提供了一定的生成新相的能量

强度越大会发现它的成核的速度也就越快的

这是大多数同学可能会忽略的搅拌的影响

所以学到这大家一定要注意

化学反应里面搅拌的速度或强度

不要去简单的把它考虑到是

仅仅是提高传质的影响 改变扩散阻力

实际上很多时候还会起到提供容量生成新的相

这个原理实际上就是

大家可能往往会忽略搅拌的影响 但是大家

同学们会比较关心现在的科研进展

可以看到一些关于超声波或微波特别超声波

超声波条件下合成个新材料

实际上这里要给大家说实际上所谓的超声波

可以把它理解为跟搅拌的作用类似的

它也是提高成核的速度

因为它也是提高能量的过程

总的来说搅拌它会提高成核的速度

同时有利于溶质向晶面扩散

提高它的长大的速率

这样可以看到搅拌能够提高成核的速率

同时提高晶体的长大速率

同时就要考虑到

搅拌在做化学反应的时候大多数人可以用的

特别是釜式反应

学到催化原理会知道

如何来排除外扩散和内扩散

同样的道理 在催化剂制备过程

搅拌强度同样也应该考虑到所谓的

内扩散和外扩散 传质传热的影响

这个反应应该是扩散控制反应还是反应控制反应

如果把这观点引入到催化剂制备的时候

就很容易理解过程就是

为什么要考察搅拌速度的影响 或搅拌强度的影响

比如说除了搅拌能够提供形成新相的能量

就加快成核速度 加快晶体长大

考虑到如果搅拌速度很快

这个扩散不起控制作用

整个生产就转化为表面反应的控制反应

如果搅拌非常非常快的时候 有可能会

反而会影响破坏了成长过程

打破原子排列排列是不利的

同样要说的是整个催化剂制备过程中

也要考虑到搅拌的速度的影响

回顾一下之前讲的

金属盐溶液浓度影响到晶体沉淀

比如说晶形的沉淀要在新溶液下缓慢的加入沉淀剂

不断搅拌的过程

可以看到这里面搅拌速度是应该是比较缓慢的

这样就比较容易生成晶体长大

同样的如果是要得到无定形要求以快速搅拌

因为快速搅拌

搅拌越大成核速率越快

得到晶核的尺寸就越小 就得到更小的无定型的晶粒

到这我可以看一下

搅拌强度是不是对整个催化剂制备有很大的影响过程

接着这个来讨论一下

同样是沸石分子筛合成过程的影响

沸石分子筛合成中

硅铝凝胶合成过程中

都会要求搅拌的激烈程度

特别是沸石分子筛

合成过程中发现是把

硅和铝溶解于碱性溶液里面生成硅铝凝胶

那么在这个过程

生成硅铝凝胶再放到水热里面进行晶化

而这个硅铝凝胶生成是有很多早期的文献

比较严谨的催化材料的合成文献里面都会讲到激烈搅拌

所谓的激烈搅拌实际上通过这的学习大家一定要知道

这是非常重要的实验细节

要去重复一些比较难合成的沸石分子筛的文献

一定要注意到每个的细节特别是搅拌

可以给大家介绍一下一般这种激烈搅拌过程

实验室里面大多数同学经常用的磁力搅拌

是完全满足不了这样激烈程度的

虽然磁力搅拌是最方便的方式

这种强烈 激烈搅拌一般要求

要求用搅拌浆

浆式的搅拌器

就是高速转动下进行搅拌就提高它的激烈程度

这是因为为得到合适的催化剂

或是得到合适的分子筛前驱体

激烈搅拌得到小的晶核的生成过程

可以把引申到非常重要的现象

就在沸石分子筛的合成过程中 在实验室研究过程中

大多数课题组成采用的是静置的晶化装置

把硅铝凝胶

硅铝溶胶放在水热合成的烘箱里面

通过自生的蒸汽压使得它进行晶化

当然有些装置也有这种滚动式的晶化过程

要注意到是 工业上由于放大生产

为了提高改善它的传质传热的影响

往往会采用搅拌的作用

那么这个时候可以去想一下它会有什么样的区别

可以与上述这一点一起考虑

没搅拌的和有搅拌的搅拌能生成新的相

我们会发现有搅拌以后搅拌强度大

它成核的速率会加快

那么加快以后会晶粒会减小

我们会发现沸石分子筛生产中非常重要放大性

放大效应是在实验室合成 静置合成晶粒是比较大的

但在工业生产中有可能是进一步减小沸石晶粒

也有可能会出现极端情况就是

如果工业上合成过程中搅拌速度设置的过快不合理

会导致它的离子的定向排列不利

这个时候会出现得不到目标的沸分子筛的晶粒

通过这搅拌的强度 我们给大家介绍

从实验室合成沸石分子筛到工业生产过程中

一定要注意的一些非常重要的细节

往往很多时候细节才能决定成败

特别是如何选择合适的搅拌速度

所谓的合适搅拌速度是取决于根据反应釜的体积

反应物料的浓度 粘度来决定采用样的搅拌浆

采用什么样的搅拌速率等

这些都影响到催化剂放大 分子筛合成

感兴趣的 做工业催化剂研究的同学可以

课后去思考或是看一下相关的专利或是一些报道

如何从实验室的研究

放大到工业催化剂的合成过程中

最后可以来给大家看一下直观的例子就是采用沉淀法

得到氧化镍的晶体

看下搅拌速度对它的影响 可以看到搅拌速度越大

晶粒尺寸就越小

从400到1000

这时候可以把它认做是它提高了

它排除了类似外扩散的作用

这个时候反应主要取决于化学反应本身

这个时候它的晶粒尺寸是不变的

那么在比较低的状态下它可能是存在着传质的影响

这个时候它的晶粒尺寸会比较大