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最后来看一下第六章节关于浸渍方式的选择

浸渍方式前面说了

主要给大家介绍是工业上经常用到的四种方法

第一种实际上就回顾一下前面讲的过量浸渍

还有等体积浸渍

沉淀浸渍还有蒸气浸渍

这里面更多的是介绍工业的方法

过量浸渍 说的是最前面说过

一定是液体的体积大大超过载体体积

这种过量溶液浸渍最重要的问题

就要考虑到适合的成型载体

而且载体要活性组分作用力要有一定的强度

同时还考虑到如果成型载体在过量溶液体系里面

它机械强度会不会有影响

如果有影响 就要考虑

是要采用间歇式的或是连续式的

这种连续式 传送带将它长时间的进入到

就一定的时间进入到浸渍液

它一直在动态可能间歇式比较好

间歇式就泡一段时间会不会发生变化

同时这种间歇式的或这种连续有利于

可以控制 多次的浸渍达到它的负载量要求

总之 过量溶液浸渍主要考虑到了

负载量还有载体的机械强度的变化

一般来说这种多次浸

过量溶液浸渍在很多时候是考虑到用多次浸渍

特别是如果是金属组分非常多的时候

可能就会考虑 可以采用这种

由于多种组分扩散不均匀或吸附数量不一样

相互作用不一样

这个时候就想采用多次浸渍的方法来实现

这种多次渍浸

每次浸渍完后要干燥焙烧这是细节

还有问题

这种多次浸渍会使得催化剂反复浸泡

容易产生载体破裂

一般而言这种多次浸渍实际上在

用在固定床或流化床催化剂里面 实际上是非常少的

因为它的机械强度是很难保证的

这里给大家介绍加氢脱硫催化剂的浸渍法

过量溶液浸渍方法给大家介绍一下

这是一篇文献里面报道的方法

把氧化铝跟钼酸铵进行浸渍

过滤干燥、焙烧再浸渍钴盐

这样最终就得到了催化剂

之所以会提出这样的方法

是因为在制备的过程

会发现这种分步浸渍比较容易得到

钴钼的活性组分

这种分步浸渍会有个缺点

它机械强度没法保证

是否能够采用一种共浸渍的方法

实际上在加氢脱硫催化剂的时候

还可以采用这种加入磷盐

来加速来稳定金属盐溶液

这是如何利用工艺上的缺点

结合催化剂要求来进行的

催化剂制备方法的改性的 改进的方法

比如说虽然基础研究里面知道

分步浸渍有利于生成活泼的前驱体

但是为了解决工业生产问题

可以采用共浸渍的方法来解决这个问题

一般工业上一般就采用共浸渍的方法

接下来再看一下另外最经典的方式等体积浸渍的方式

这种等体积浸渍的方式

前面实际上已经给大家说了

浸渍液跟孔的吸附量是很接近的

没有过滤回收

设备投资比较小

而且生产能力比较大的催化剂的制备方法

前面给大家说的等体积浸渍

活性组分之间的作用力会得到

强吸附蛋壳型分布 弱吸附是均匀型的分布

通过例子给大家总结一下这种等体积浸渍的方法

比如说萘氧化制备的氧化硅负载的五氧化二钒催化剂

一般来说这种可以采用固定床工艺 流化床工艺

流化床一般是做成微球的

也是要要求蛋壳型的分步 因为它是个表面的反应

而且流化床要求传热性非常好

看一下是怎么做的

一般拿到工业的原料会使得 把工业的五氧化二钒

碱融把它生成还成酸 再中和

最后除掉杂质

除完杂质才能得到五氧化二钒浆液

再浸渍到氧化硅里面

最终得到五氧化二钒 负载的催化剂

给大家引入这个例子就要告诉大家

工业上的催化剂的浸渍方法

跟实验室里面想的是不一样的

实验室里面很多时候想的是用分析纯的试剂

它的工艺或等体积浸渍是非常简单的

但到工业上那可能就要考虑到各种原料的来源

它处理工艺很多时候就要考虑到一些因素

比如说氧化硅负载五氧化二钒

实验室里面可能只要考虑钒酸根离子跟氧化硅的浸渍

在工业上会发现用的是五氧化二钒和硫酸钾

这个时候如果只是做实验室研究要指导工业应用

要去考虑引入矿化物或者电解质溶液

会不会影响到等体积浸渍的结果

是不是类似浸渍剂的结果

这说明了通过这例子希望大家去思考

如何把实验室研究跟工业研究结合起来

一定要考虑到工业的实际生产情况应用到基础研究里面

最后的采用这种方法通过等体积浸渍就得到孔结构

满足了催化剂 等体积浸渍的方法

除了等体积浸渍还有接下来讲的喷洒浸渍

实际上这种喷洒浸渍是利用比较特殊的

利用喷动床 流化床

类似喷雾干燥的方法

这样可以节省

特别是用流动床 流化床

甚至可以边浸渍变干燥 边焙烧

可以完全节省催化剂的制备时间

对于这种流化床或者是流化床反应

喷淋反应器的催化剂制备一般是

这种蛋壳型分布的催化剂

喷洒浸渍是用的非常非常多的

比如说经常用的是

比如说在转筒里面 转筒不知道转数

催化剂成型催化剂颗粒在里面不断滚动

在上面浸渍液进行喷洒

喷洒完还进行干燥处理

如果跟它跟一种流化床进行结合

就可以采用这个流化浸渍

通过流化床 通过加热

上面进入浸渍液 下面加热上面通过高温下

下来通过加热 边浸渍 边干燥 边焙烧

最后就得到催化剂

这个是流化浸渍的方法

可以举一下有个催化剂五氧化二钒

三氧化钼催化剂苯氧化制顺酐的催化剂

用的是要把三氧化钼和五氧化二钒生成固熔体

那这样能够使得催化剂

得到更好的活性位

早期是采用浸渍法制备的

为了提高它的活性或提高选择性

后来发现采用蛋壳式的分布是最好的

就采用了这种喷涂浸渍的方法

这种方法大家可以看一下它是想用

把氧化硅材质作为载体

那氧化硅跟刚玉粉

还有纤维素捏合挤条成型干燥

干燥完后得到载体

还有钼酸铵 还有磷酸铵和草酸

共同做活性相的溶液

进行喷涂 就最终形成催化剂

上面等体积浸渍

给大家介绍了可以是传统的等体积浸渍

也可以是喷涂浸渍

下面再简单来看一下沉淀浸渍的

沉淀浸渍法既然叫沉淀浸渍实际上就相当于前面讲了

沉积沉淀的方法

它主要用于制备高分散的负载型的催化剂

比如说有些金属催化剂

氯铂酸根或氯钯酸

知道如果对于有些反应

氯离子存在是很难受的

这个时候就要考虑到一点

如果可以利用这种沉淀的方法

就把氯去掉那是最好的

所谓沉淀浸渍

就跟浸渍 过量浸渍实际上是很类似的

所不同是它在浸渍液吸附饱和以后

这时候再加入碱

把金属离子变成氢氧化物

这样沉积在它孔里面和表面

氯离子再把它进行水洗洗掉

这样就可以除掉杂质

这样就可以得到非常好的没有杂质的催化剂

要求就提醒一点

这种沉积沉淀重要的特点话

要吸附完以后

用氢氧化物沉淀 这就要求在吸附中

一方面贵金属含量比较少 另一方面它吸附要比较强

使得在 由于在溶液体里面的个

金属离子很少 不然过多的话如果加入碱

就导致它生成游离态的个金属

这种沉积沉淀浸渍法适用于

载体和金属沉积之间要比较强的相互作用

这是它能够适用沉淀浸渍的主要的前提

比如说这里给大家介绍氧化硅负载镍催化剂

一般来说镍也要具有很好的加氢活性

通过提高它负载量可以达到贵金属相当的效果

但是提高负载量要求高到一定的程度

我们知道负载量越高它的

它的颗粒就越大

颗粒越大它活性表面积又非常小

关键的是要通过高负载量的高分散的制备催化剂

在实际中氧化硅负载镍催化剂就要沉积沉淀的方法

这种方法实际上在前面已经给大家讲过了

实际上可以把它认为是

也是类似这种沉淀浸渍的方法

可以看一下是怎么做的

把镍 氧化硅和氢酸根

引入沉淀剂的母体

在高温下把它进行释放出沉淀剂

这样镍就包裹在氧化硅里面或氧化硅负载的面

这种作用就可以使得

因为氧化硅 如果采用硅凝胶它分散性非常好

这样如果包覆在镍的外面就可以稳定到

镍的颗粒尺寸 通过干燥焙烧还原

就可以得到非常小的小晶粒的氧化硅负载镍的催化剂

最重要的特点 刚才说的这种

沉淀浸渍的方法一定要载体和金属源要强的相互作用力

比如说氧化硅和镍之间生成的硅酸镍

可以实现这样的作用

同样道理就不能采用氧化铝得到类似的结果

因为氧化硅可以利用生成的硅酸镍

而氧化铝就不可能实现这样的结果

所以沉淀浸渍法

有非常应用前提一定是要选择合适载体和金属源的种类

还要考虑到浸渍液的浓度和体系

还有负载量要求

基本上可以发现

氧化硅为什么说是比较好的载体

通过实验最后会发现大概是小于40%

镍负载量也会得到非常均匀的高分散的金属镍催化剂

这是非常重要的特点

沉淀浸渍法在氧化硅载体上的应用

最后可以看一下区别就可以看到

如果采用沉淀浸渍法的方法得到镍

它晶粒尺寸是非常小的大概1到3纳米左右

而

10到20纳米左右那都采用浸渍法

它的半径有20纳米到70纳米

可以看到它差别是非常大的

最后给大家介绍一下蒸气浸渍的内容

蒸气浸渍是指的比较特殊的情况

有些活性组分的前驱体它是可以挥发的

以蒸气相的形式就可以制备催化剂

比如说三氯化铝催化剂

这种蒸气浸渍最重要的用途是在那种沸点比较低的

在比较低温下能够生活的一些升华的一些

金属盐类或氧化物

这种方法一般得到是纯度非常高而且分散性非常好的

但是得它的缺点

利用这个升华要考虑到反应装置的影响还升华

高度或是加热升华的速度和载体的放置的位置

适用范围还是比较小的

不适合大规模的生产