Video慕课视频播放-催化剂设计与制备-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

给大家介绍完了催化剂的过滤和洗涤

接下来给大家介绍一下

催化剂的另外活化的前提是催化剂的干燥

那么催化剂的干燥改变的是

催化剂的载体和前驱体之间的作用

活化取决于载体和活性组分前驱体之间的相互作用

那么就要考虑到干燥的影响

因为在前面讲到浸渍法过程中说过

在一定温度下进行老化有利于发生

由外球形的配体变成内球型的配体就是温度的作用

那么这个作用很简单在干燥里面也可以发生

来看一下干燥的影响因素

首先要明确干燥的最主要作用是脱水的作用

另外它有可能会发生前面浸渍组分的再分配

为什么会再分配

因为整个催化体系里面特别是负载型的催化剂

它含有一定量的水那么干燥过程水是逐渐脱除的

脱除水从内部到外部它会带着金属盐

可溶性的金属前驱体进行迁移

如果这个时候迁移不均匀

或是迁移非常明显

可能就会出现活性组分再分配

那么溶胶或凝胶产物干燥过程

实际上就可以认为类似为继续老化的过程

来看一下干燥的作用

干燥首先要知道一点主要除掉的是

整个体系里面脱离水固体氧化物盐类它存在个游离水

这属于颗粒之间的水吸附的水就是固体表面毛细孔的水

还有是化学结合水就属于结构部分

那干燥很简单主要除掉的游离水和吸附水

那其中影响浸渍组分的再分配

主要是孔里面的吸附水的变化过程

来看一下一般的干燥效果是指的

也就相当于干燥完的催化剂并不是说它

催化剂前驱里面就没有水

而是说它没含有游离水和吸附水

为什么我强调这一点

因为在沸石分子筛有可能带很多结晶水

那么为了表征官能团

这时候就要提醒大家要一定要把结晶水除掉

才有可能得到它硅羟基的信号

为了实现控制干燥过程中活性组分前驱体在孔内的迁移

实际上在工业过程中可以采用不同的干燥器

就结合催化剂产品的特点

比如说在实验室里用最多的是箱式干燥器

这个比较适合于成型的大型的载体

同时也是适合于方便的控制

因为占地肯定会比较小

实验室用的最多的是箱式干燥器

而带式干燥器转筒干燥器

薄膜干燥器喷动和喷雾干燥器

这些是在工业上用的比较多的

那么转筒薄膜

还有喷动和喷雾特别是喷雾

是比较适合于比较特殊的

比如说要成球或成型的催化剂

具体的干燥设备用途

也建议大家就课后去参考一下催化剂制备的教科书

在这里也不再详细介绍

各种干燥器的设备的原理

主要介绍了干燥的效果

主要是体现在箱式干燥器里面的应用

下面简单来来看一下整个干燥的过程

干燥包括表面水分的蒸发过程和内部水的迁移

就可以发现整个的干燥过程中会出现特点

当催化剂产品表面水蒸发完以后

会使得表面水的蒸气压

它会由蒸发慢慢蒸发

蒸气压大于介质中的水蒸气压

这种蒸气压一蒸发它会使得

内部水要扩散过来补充表面水

那么这样会使得干燥过程是由由外表面到内表面

干燥会存在特殊的干燥曲线

那这个干燥曲线之会存在是由于存在

蒸发扩散再蒸发的过程

来看一下干燥曲线

干燥物料的含水量脱水的速度以及表面温度对应关系

首先来看一下这三张曲线

有第一张图是含水量

第二是干燥速度

第三是表面温度也从溶液里面得到催化剂产品

放到烘箱里面

它开始要加热

表面的水会逐渐挥发

挥发会带走热量

同时为什么会挥发因为加热受热

这个时候首先热是传到物料的表面

那么表面的水蒸发完以后表面是干燥的时候

这个时候表面的温度实际上是逐渐增加

那么逐渐增加是表面水没了

那么这个时候由于温度差或是压力差内部含有水

那么这样内部水就跑到外部面

那么这样这个过程会达到

水大量蒸发了内部水进行补充

那么如果补充不够

那么温度会继续升高表面温度继续升高

所以开始会有表面温度升高的阶段

那么这个时候会发现它干燥速度

会逐渐增加就水的蒸发量越来越多

那么很显然物料的含水量就逐渐下降

那么到了一定程度水的

内部出来的水的补充量跟它蒸发量

正好相等的时候这时候会发现

它物料表面的温度基本上不变了

那么这个时候会发现干燥速度也是一样的

当然水含量还是进一步的下降

那么最后会出现临界点是

到一定的程度时候会发现

内部的水已经不够提供蒸发的量了

这个时候是蒸发的量比补充的量多

那么这个时候会发现

温度由表面由里就逐渐升高

而且干燥速度是反而是下降的

因为干燥速度下降是因为物料提供少了

那么到水完全蒸发完以后

到平衡点这个时候

会发现整个物料它温度

正好跟整个介质温度是完全一致的

那这时候含水量是最低的

这样就形成了非常典型的干燥的曲线

存在的升速干燥曲线

表面水分的蒸发过程

还存在等速干燥曲线

就是表面水份的吸热与水蒸气蒸发达到平衡

那么内部向里面补充的和外部蒸发了正好是一样的

那么这个时候就发生了

就是物料体积随着水的排放它会逐渐收缩

因为内部水逐渐没了空旷的地方

原来有水填充现在没有水填充了

那显然就会逐渐的骨架进行收缩

也就是这样的部分就是等速阶段

也是非常明显的含水量下降它收缩的阶段

那么到最后有降速干燥

基本上水已经跑没了那么这时候没法再收缩了

骨架已经固定了

体积就不再收缩了

那么这个时候它由微孔扩散阻力变大

干燥速率就变得非常非常的慢

最后直到干燥速率为零的时候

那么这个时候就是降速阶段

那么在这其中有个转折点就是等速干燥

降速干燥的转折点

体积收缩的临界点

就是这个时候体积已经不再收缩了

同时还有个物料和热平衡的时候

有个平衡点就是这样的平衡点

催化剂设计与制备课程列表：

课程简介

-课程简介

--课程简介

第一章绪论

-绪论

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-1.1 催化剂设计的尺度

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-1.1 催化剂设计的尺度--作业

-1.2 催化剂的活性与选择性

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-1.2 催化剂的活性与选择性--作业

-1.3 多相催化反应本征动力学

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-1.3 多相催化反应本征动力学--作业

-1.4 工业催化剂设计概述

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第二章催化剂的设计

-2.0 引言

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-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计

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-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计--作业

-2.2 催化剂设计的程序

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-2.2 催化剂设计的程序--作业

-2.3 催化剂各组分的设计

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-2.3 催化剂各组分的设计--作业

-2.4 催化剂宏观物性的选择

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-2.4 催化剂宏观物性的选择--作业

-2.5 工业催化剂筛选与设计实例

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-2.5 工业催化剂筛选与设计实例--作业

第三章催化剂制备的理论基础

-3.1 软化学 (Soft Chemistry)

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-3.2 组合化学(Combinational Chemistry)

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-3.3 化学热力学与无机合成

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-3.3 化学热力学与无机合成--作业

第四章氧化物载体和催化剂的制备

-4.1 催化材料和催化剂制备方法简介

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-4.2 氧化物催化材料制备基础

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-4.2 氧化物催化材料制备基础--作业

-4.3 氧化物载体和催化剂的制备方法

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-4.3 氧化物载体和催化剂的制备方法--作业

第五章负载型催化剂的制备

-5.1 负载型催化剂简介

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-5.2 负载型催化剂制备基础

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-5.3 负载型催化剂的制备方法

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-5.3 负载型催化剂的制备方法--作业

第六章催化剂的活化

-6.1 简介

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-6.2 过滤与洗涤

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-6.3 干燥

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-6.4 焙烧

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-6.5 还原

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-6.5 还原--作业

第七章特殊催化剂及其制备方法

-7.1 骨架催化剂

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-7.2 化学置换法制备金属催化剂

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-7.3 液相化学还原法制备金属催化剂

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-7.4 等离子辅助制备催化剂

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-7.5 混合法

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-7.6 膜催化材料

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第八章催化剂的成型

-8.1 绪论

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-8.2 工业催化剂成型

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