Video在线视频

接下来给大家介绍一下制备方法中

另外一个最常用也是工业催化剂上最常用的方法

就是浸渍法

首先来看一下浸渍法的简介

给大家介绍下影响浸渍的因素

最后简单介绍一下不同的浸渍法的工艺

也就是经常讲的等体积浸渍 过量浸渍

还有蒸气浸渍等具体

首先来看一下对于浸渍法的介绍

实际上可以把浸渍法直接分为两种

根据用的溶液 浸渍溶液的体积

跟载体本身的孔体积比

如果用的载体孔体积

跟所用的金属盐溶液的体积正好是接近或一致的

这个时候溶液体积就完全能够吸附到

载体刚好完全润湿这种叫等体积浸渍

反过来说如果溶液体积大于可浸渍溶液体积

要需要后续处理 把多余的溶液给蒸干或是过滤

这种方法叫过量溶液浸渍

实际上等体积浸渍在英文里面还叫做润湿浸渍

有些文献里还叫做毛细浸渍

这说明 等体积浸渍受毛细作用力的影响非常大

与载体粉末仅仅是润湿 处于干的状态

所以还把这种方法叫做干法浸渍

实际上过量溶液浸渍

后面还会讲到 除了这种叫法还把叫做扩散浸渍

下面来看一下这种

过量溶液浸渍和等体积浸渍的最主要的区别

刚才已经说了从定义角度上讲

这种过量是相对于载体的孔体积

一般这里面讲的载体的孔体积

是指的是能够吸收浸渍液溶液的体积

比如说浸渍液一般都用水作为溶剂

一般测量载体孔体积是

把干燥了载体粉末放在水溶液里面

吸附饱和以后再通过离心或过滤的方法

抽滤的方法进行分离

再计算干燥载体和饱和吸附水的体重量比

就可以得到载体的孔体积

Vp 这V就存在如果是小于溶液的体积

就是过量溶液浸渍

首先来看一下等体积浸渍和过量溶液浸渍

在工艺上有样的区别

这种等体积浸渍实际上方法很简单就是

一般是测量载体的孔体积以后

比如说一克的氧化铝大概能吸两克的水

浸渍的时候就是把一克的氧化铝粉末放在研钵里面

加入两克的水 滴加

滴加一滴研磨一下 滴加一滴就研磨一下

通过这样不断的研磨润湿载体

最后得到类似粘糊状的催化剂前驱体

再进行干燥 焙烧就得到催化剂

而过量溶液浸渍操作也是很简单

把大量的过量的溶液 配成金属盐溶液

放在烧杯里面实时搅拌 在一定温度下

加入载体进行搅拌

搅拌到一定时间达到平衡以后 吸附平衡以后

进行抽滤 过滤 干躁

焙烧就得到过量溶液浸渍的催化剂

这种过量溶液浸渍

可以把想做当做是平衡沉积的方法

如果要说平衡沉积

为什么我不叫过量溶液浸渍是因为

这种浸渍法跟前面讲的

离子交换法和平衡沉积方法最大区别是

我们过量溶液 平衡沉积或是离子交换法是强调是

载体和金属离子间就强的作用力

是静电作用力或化学键的作用力

而浸渍法是适用于

载体和活性组分之间的作用力比较弱

既然比较弱 是把物质

前驱体置入到孔里面 孔吸附的作用

跟前面讲平衡沉积

平衡沉积过滤 还有平衡离子交换是不一样的

体现在作用力的强弱

这就有了跟界面化学不一样

体相沉积的方法 等体积浸渍的方法

下面来看一下两种方法具体现象就是

等体积浸渍是放热

基本上可以发现一发生等体积浸渍

就在研磨过程中会发现温度是上升的

那么有时候为避免这个问题 温度上升过快

还会对载体进行处理

比如说用过量水蒸气进行处理

对于过量溶液浸渍载体也同样要进行处理

怎么处理 是载体

预先需要溶剂浸润的 润湿的

由于等体积浸渍是干粉

滴加进去本身孔里面有很多气泡

这种气泡由于毛细作用

毛细作用

因为液体滴加进去气泡会发生爆裂

这个时候会出现降低机械强度

会发现如果用成型的载体粉末

想要等体积浸渍 如果处理的不好会出现

出现炸条的现象

这个时候为了避免这个过程

有时候都会采用这种真空抽滤的

真空抽滤浸渍的方法

或者把气泡抽出来或者表面活性剂

来阻碍或者避免这样的毛细血管现象

过量溶液浸渍有个要求是要载体先浸润完全以后

再加入到前驱体溶液里面

最终是利用了孔内外的浓度差

推动孔外的物质进入到孔里面

是非放热反应 仅仅是扩散反应

扩散时间会比较长

而这个由于有毛细作用力时间会比较短

之所以给大家比较这两点是要告诉大家就是

在工业催化剂或是实验室研究里面

要采用过量溶液浸渍或者等体积浸渍

一定要注意实验细节

比如说成型催化剂载体

如果要保持载体的机械强度

要考虑到采用表面活性剂或采用真空浸渍的方法

才能避免这种炸裂的效果

对于过量溶液浸渍一定要注意

一定要载体加入溶剂进行润湿的

如果把把这些干粉加入到过量溶液里面

实际上也会发生这样的状态 毛细作用现象

这样就完全没有出现

既有等体积浸渍的现象又有过量溶液浸渍的现象

就很难控制

整个浸渍过程中到底发生什么样的过程

这里给大家反复强调一点

就是过量溶液浸渍一定要避免这样操作

就是把干燥的载体放在浸渍溶液体里面

这样往往很难呈现出文献报道的结果

就是经常讲的过量溶液浸渍

有利于得到高分散的催化剂

来看一下等体积浸渍和过量溶液浸渍的区别

首先从作用规律上讲过量溶液渍浸

由于载体表面已经完全润湿了

里面都是充满了溶剂

放在金属盐溶液里面

孔里面有很多溶剂

金属盐进来只是扩散

慢慢 当还有个吸附

由于作用力会比较弱

浸渍法是指的金属盐前驱体和载体间作用力比较弱

扩散效应非常明显的

当然这扩散跟等体积浸渍不一样

这里面由于有气泡及有毛细的作用

会使得扩散和吸附增强了

对于等体积浸渍法和过量溶液浸渍法

有一个非常重要的指标就是孔体积或吸水容量

决定了吸附能力的大小

对于过量溶液浸渍

由于没有这种驱动外在的气泡

毛细血管作用力 纯粹扩散的作用

遵循的就是典型的菲克定律

可以通过扩散系数来看出浸渍过程

过量溶液浸渍

如果改变溶剂也会得到不同的效果

比如说改变粘度或扩散系数

或种类 浓度都会影响到整个的效果

就是浸渍的快慢

那再看一下一般的特点是

催化剂像孔体积一般都是比较小的

会造成孔体积里面的浓度一般会比较高

而扩散浸渍中 一方面要避免

避免水合离子在水里面发生缩聚反应

要让稳定存在 一般适用于低浓度的反应

所以等体积浸渍

和过量溶液浸渍的最大区别就是金属盐浓度

一般等体积浸渍会比较高

过量溶液浸渍是比较低的

所以出现结果就是

过量溶液浸渍是动力学控制的过程

而等体积浸渍就是动力学和热力学共同决定的

那么平衡或者负载的效果就取决于扩散和吸附

无论对于过量溶液浸渍和等体积浸渍实际上都是一样的

如果吸附能力比较强

这个量比较少

有可能在表面进行吸附就得到蛋壳型的

同样这样也是类似的过程

甚至还可以控制扩散的时间

因为扩散的比较慢

扩散时间越短可能就生成蛋壳型的 蛋白型的催化剂

一般来说既然属于动力学控制

一般的分布就取决于扩散和吸附的结果

比如说过量溶液浸渍

非常重要的特点就是

比如对于球型的颗粒

把粒径从2毫米变成1毫米 扩散

扩散时间变为1/4

2毫米变成0.5毫米 变成1/16

我们会过量溶液浸渍有一个操作

颗粒会比较小的时候会

提倡采用过量溶液浸渍的方法

因为越小速度肯定是越快而且均匀性会比较好

而等体积浸渍就不存在这样问题

因为能够产生快速浸渍最主要是因为

通过毛细作用力产生内外的压差浸渍非常快

这种过程就不再遵循菲克定律的

遵循的是Darcy定律

来看一下Darcy定律

是指的在单位时间内物料进入通量

取决于扩散的渗透的系数 还有扩散的截面积 还有压差

当然还跟扩散的长度有关系

同时跟粘度有很大关系

最主要的关系就决定渗透率和粘度的影响

当然浓度差也会影响到等体积浸渍的结果

可以看到这样规律

对于等体积浸渍

这种渗透率是取决于吸附强度 如果是吸附越强

扩散的阻力实际上是非常大的

吸附越强渗透率就非常低

就比较容易得到蛋壳型的催化剂

如果比较弱 渗透率高得到均匀型的

通过前面分析可以发现

用等体积浸渍

也可以得到蛋壳型的 也可以得到均匀型的

过量溶液浸渍可以得到蛋壳型的也可以得到均匀型的

所不同的是在 的控制规律可能就不一样