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所以下面来看一下影响浸渍的影响因素主要有哪些

首先来总结一下前面的等体积浸渍和过量溶液浸渍的区别

首先固液比是不一样的

另外放热量是不一样的

还有就是载体的处理程度是不一样的

有一个是需要通过表面活性剂或真空浸渍

来减少毛细作用力

另外需要载体进行预填充 预润湿填充溶剂

这是浓度是主要推动力

这里面毛细管作用力是最主要的推动力

刚才说的等体积浸渍

还可以叫毛细浸渍 干法浸渍

有些文献里面还把它叫做润湿浸渍

而过量溶液浸渍相对应的会把它叫做湿法浸渍

还有就是 既然是扩散为主要驱动力也叫做扩散浸渍

所以讲到浸渍法的时候

大家一定要学会去看文献里面的各种浸渍法的分类

实际上它们都可以归属这两种的浸渍方法

来看一下如何利用这种

浸渍的方法 过量溶液浸渍也好或等体积浸渍也好

来实现这种

均匀型 蛋壳型或是蛋白型或蛋黄型催化剂的制备

要阐述这两种浸渍方法

影响因素是如何来决定它能够生成不同类型的载体

首先来看一下吸附浸渍或是等体积浸渍体系

所谓的吸附浸渍 吸附作用非常强

这个时候如果浸渍量小于饱和吸附量

浸渍溶液越浓它会造成分布是越不均匀的

所以一般来说等体积浸渍适合于

浸渍量要大于饱和吸附量

这种情况下浸渍液浓度越浓它才会分布越均匀

因为吸附 饱和吸附量

有些物质能够扩散到孔内部

而对扩散浸渍体系

浸渍液的浓度越高它推动力越强均匀性会越好

时间越短负载量会越大

这是从单纯的作用力角度来考虑吸附的影响

可以得到一些简单的推论 当然要说的是

这两种体系都存在极优值或者是极佳值

浸渍液浓度不能太高了

太高会使得可能在表面上发生缩聚反应

在孔口可能会达到过饱和发生沉积

这个时候就出现 堵孔的作用

对于实际工业催化剂制备有时候需要

高的负载量才能满足

对于这样一般采用的是

采用了比较高的浓度下多次浸渍来解决这个堵孔的问题

这个是浸渍法里面比较特殊的现象

是从作用力角度上来分析影响浸渍的因素

下面从浸渍法的操作实验参数的角度上来看一下

影响浸渍法的有哪些主要的因素

首先来看一下前面提到了一点就是 等电点

之所以把平衡吸附法 平衡沉积法

还有离子交换法跟浸渍法分开是因为

离子交换法 平衡吸附法

载体和金属前驱体的作用力会比较强

而浸渍法相对会比较弱

尽管比较弱

还要考虑到这种静电的作用的吸引

因为这种 特别是过量溶液浸渍

是一种吸附作用和扩散作用竞争

如果它存在竞争作用比较强也会影响到这样

所以可以看一下同样的等电点的影响规律

跟前面的基本上类似

大于等电点吸附阳离子

而且这个过程受温度 反应离子有关系

还跟电解质 比如说钠可以提高等电点

氟可以降低等电点

比如说这里给大家举的例子

就是氧化硅上来吸附铂氨根离子

可以发现由于它等电点比较低

所以说一般如果在比较高的pH值条件下

吸附量是逐渐增加

这一点也就是说

虽然说浸渍法不用考虑或者浸渍法里面

金属盐和载体之间的作用力应该是比较弱的

尽管比较弱这个静电的作用影响也是非常显著的

比如说可以举个例子就是

对于这种贵金属催化剂要用氯铂酸根负载在不同载体上

用有活性炭 氧化铝和硅铝小球 还有硅胶

氯铂酸根离子是负电荷

如果用硅胶 由于它是 球形的 非多孔的载体

基本上不吸附氯铂酸根离子的

对于这种多孔 氧化铝 硅铝小球或是活性炭发现

硅铝小球它吸附量非常低

氧化铝还有活性炭吸附量是相对高

为什么会这样

它是实际上跟比表面积是没有相关的

一般都知道就是做浸渍法观点

比表面积跟孔体积是相关的

一般比表面积比较大孔体积会比较大

这个时候饱和吸附量会比较高

这个例子就可以说明一点

除了表面积或孔体积

等电点实际上影响因素是非常大的

比如说这里面的

活性炭表面积非常高 所以孔体积非常大

所以饱和吸附量非常大这是很显然的

但是对于孔体积比较小的

活化氧化铝跟硅铝小球相比

它等电点比较适合吸附阴离子

而硅铝小球不适合

虽然孔体积比活化氧化铝大

面且表面积也比较大 但它实际的饱和吸附量是很少的

这明了浸渍法里面 虽然强调一点

它们之间的作用力比较弱

但这种弱是相对平衡吸附法和离子交换法而言的

但是在制备中这等电点的影响也不应该把它忽略

所以饱和吸附量既受载体物体本身的

孔体积 比表面积有关 还跟等电点有很大的关系

这样就会得到

比如说硅胶基本上是蛋壳型的

硅铝小球就得到蛋白型的

而氧化铝就可以得到均匀型的催化剂

所以可以看到 采用不同的等电点就可以得到

均匀型的 蛋壳型的 蛋白型的催化剂

除了这个 既然等电点前面实际上大家讲到 pH值

pH值就决定了它带电性 也是前面说的内容

所以这里可以发现

界面化学里面讲到了一些内容也适用于浸渍法

比如这里可以看一下界面化学里面讲到了不同的pH值

不同的离子浓度稳定性

会影响到金属的分散度 界面稳定程度

比如说这里可以看一下

改变体系里面的氨跟铂的浓度

逐渐提高铂的稳定性

或是改变它pH值 氧化铝上pH值

发现逐渐增加氨离根离子

由蛋壳型的变成了蛋白型的

变成均匀型的催化剂

而且它负载量是逐渐提高的

这明了非常典型的特点

pH值跟等电点的影响规律

也会影响到水合离子本身的状态

进而影响到它催化剂的活性组分的分布

所以到这希望大家要知道一点

为什么在第五章里面反反复复会把

界面化学作为整个负载型催化剂制备的基础

实际上本质原因也就在这里

不仅仅适应界面沉积

还可以适应体相沉积的浸渍法

所以到这就可以看到

影响浸渍法的最重要的实验参数就跟界面化学里面一样

等电点 pH值

等电点实际上前面已经论述很多了

跟什么因素有关系

跟溶液有pH值

再看一下另外在平衡沉积里面

考虑的比较少的就是第二种因素

因为浸渍法最主要特点是

是载体和金属盐前驱体作用力比较弱

作用力比较弱 那就要考虑到扩散过程的影响

扩散过程的影响就要考虑到载体的性质

那载体里面有一种有非常重要信息就是

亲油性 亲水性

说白了就是溶剂的极性跟载体极性的匹配

那可以发现这样特点就是

把氯铂酸根离子 氧化铝负载氯铂酸根离子

在水溶液里面和在丙酮溶液里面

会发现在碳材料碳颗粒也是疏水载体上

发现在丙酮溶液里面它能够得到均匀型的

同样在亲水载体上只有在水溶液里得到均匀型的

这里所谓的均匀型是指的把球型的催化剂切面

看这是颗粒的中心 这是它外边缘

测量从外边缘到中心的金属含量

如果是一条直线那说明是 均匀型的

如果是高到低就是蛋壳型或蛋白型的

如果是一种低到高就是蛋黄型的

很显然 可以得到结果就是

极性相匹配得到的是均匀型的

极性不匹配得到是蛋壳型的

所以说丙酮在活性炭得到均匀型的催化剂

在氧化铝上得到蛋壳型的催化剂

这个是渍浸法里面跟界面化学里面

需要参考的不同的地 就实验参数 就是溶剂的选择

除了这以外既然强调它作用力比较弱

同样还考虑到 扩散的影响

所以这种浸渍时间

影响规律是非常非常显著的

比如说这里给大家看一下

浸渍的时间就同样在氧化铝上

会发现浸渍15分钟跟浸渍30分钟

小时和二十小时 从边缘到中心

由开始的 有峰值到很小

逐渐的峰值逐渐扩大到很小

到最后是趋于平缓

也就是说最开始的浸渍时间

在外表面扩散 外表面是蛋壳型的

浸渍时间越长

逐渐变成 蛋白质型的

最后生成均匀型的颗粒

所以可以看到

浸渍法的另外特点

可以看到浸渍法的另外特点就是

可以利用时间来控制分散性

但是这种利用浸渍时间来控制活性组分的分散性

缺陷是靠扩散来实现分散的

所以扩散时间越短它负载量就越低

所以说虽然分散性不一样

它负载量也不一样 所以活性也不一样

另外可能有些时候可以利用这种温度来提高扩散时间

所以会发现既然浸渍法适用于

活性组分前驱体和载体之间作用力比较弱

干燥过程中会发生迁移的作用

就像类似于自发单层分散

这种干燥过程

因为整个干燥过程是水溶液带着物料进行移动迁移

干燥的程序快慢也会影响到整个的分布

这里给大家看一下几种不同的干燥方法

第一种方法话是一种快速干燥的方法

就是在110摄氏度下慢慢的升温干燥

就慢慢升温到110摄氏度的时候

发现如果作用力比较弱

随着干燥是 逐渐的

表面蒸发 体相溶液里面的固料带着它慢慢迁移

最后所有物种会迁移到壳里

如果是快速干燥的过程

这个迁移过程可能会一定程度避免

就生成了蛋白型的

只有在非常快速的高温下的干燥过程

可能就水这里面它扩散性非常快

物料还停留在颗粒里面

这样就保证它得到均匀型的催化剂

所以可以看到浸渍法的另外特点

就是 可以通过干燥的效果来实现活性组分的分布

所以到这儿可以把它总结为影响浸渍的一些参数

除了界面化学前面讲的载体 pH值

还有络合离子

还有竞争离子

或者螯合剂离子等配体等等

还有两个非常重要特殊的现象就是

溶剂还有动力学的影响因素

特别是温度 还有浓度 固液比

也会影响到这驱动力

所以来看一下一些比较特殊的情况

既然说了pH值的影响

同样也要给大家强调一点

有些载体 由于具有等电点的性质

在pH值背离它等电点时候

会使得它可能会破坏载体的微孔结构

比如如果pH比较低

热酸会影响成型载体的结构

同时浸渍液的浓度 虽然说动力学控制

要考虑到由扩散阻力的影响可能在孔口处呈蛋壳型的分布

过低又会使得它很难达到饱和

所以说它会使得负载量短时间会比较低

但是要知道一点浓度梯度会增大 这种低浓度下

虽然是扩散速率增加 浸渍时间短

渍浸效果是非常差的

就是浸渍效果是非常差的

需要多次浸渍来提高负载量

所以对于浸渍液的浓度要最佳的考虑