等體積靜置法

1、概述概述以浸漬為關(guān)鍵和特殊步驟制造催化劑的方法稱浸漬法，也是目前催化劑工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種方法。浸漬法是基于活性組分(含助催化劑)以鹽溶液形態(tài)浸漬到多孔載體上并滲透到內(nèi)表面，而形成高效催化劑的原理。通常將含有活性物質(zhì)的液體去浸各類載體，當(dāng)浸漬平衡后，去掉剩余液體，再進(jìn)行與沉淀法相同的干燥、焙燒、活化等工序后處理。經(jīng)干燥，將水分蒸發(fā)逸出，可使活性組分的鹽類遺留在載體的內(nèi)表面上，這些金屬和金屬氧化物的鹽類均勻分布在載體的細(xì)孔中，經(jīng)加熱分

2、解及活化后，即得高度分散的載體催化劑?；钚匀芤罕仨毥谳d體上，常用的多孔性載體有氧化鋁、氧化硅、活性炭、硅酸鋁、硅藻土、浮石、石棉、陶土、氧化鎂、活性白土等，可以用粉狀的，也可以用成型后的顆粒狀的。氧化鋁和氧化硅這些氧化物載體，就像表面具有吸附性能的大多數(shù)活性炭一樣，很容易被水溶液浸濕。另外，毛細(xì)管作用力可確保液體被吸人到整個多孔結(jié)構(gòu)中，甚至一端封閉的毛細(xì)管也將被填滿，而氣體在液體中的溶解則有助于過程的進(jìn)行，但也有些載體難于浸濕，例如高

3、度石墨化或沒有化學(xué)吸附氧的碳就是這樣，可用有機(jī)溶劑或?qū)⑤d體在抽空下浸漬。浸漬法有以下優(yōu)點：第一，附載組分多數(shù)情況下僅僅分布在載體表面上，利用率高、用量少、成本低，這對鉑、銠、鈀、銥等貴金屬型負(fù)載催化劑特別有意義，可節(jié)省大量貴金屬；第二，可以用市售的、已成形的、規(guī)格化的載體材料，省去催化劑成型步驟。第三，可通過選擇適當(dāng)?shù)妮d體，為催化劑提供所需物理結(jié)構(gòu)特性，如比表面、孔半徑、機(jī)械強度、熱導(dǎo)率等?？梢娊n法是一種簡單易行而且經(jīng)濟(jì)的方法。廣泛用

4、于制備負(fù)載型催化劑，尤其是低含量的貴金屬附載型催化劑。其缺點是其焙燒熱分解工序常產(chǎn)生廢氣污染。浸漬法工藝浸漬法工藝浸漬法可分為粉狀載體浸漬法和粒狀載體浸漬法兩種工藝，其特點可由流程圖看出。粒狀載體浸漬法工藝如圖6—2所示。粒狀載體浸漬前通常先做成一定形狀，抽空載體后用溶液接觸載體，并加入適量的競爭吸附劑。也可將活性組分溶液噴射到轉(zhuǎn)動的容器中翻滾到載體上，然后可用過濾、傾析及離心等方法除去過剩溶液。粉狀載體浸漬法與粒狀載體浸漬法類似，但需

5、增加壓片、擠條或成球等成形步驟，其流程見圖6—3。浸漬的方法對催化劑的性能影響較大，粒狀載體浸漬時，催化劑表面結(jié)構(gòu)取決于載體顆粒的表面結(jié)構(gòu)，如比表面、孔隙率、孔徑大小等，催化反應(yīng)速率不同，對催化劑表面結(jié)構(gòu)的要求也不同。沉積在催化劑載體的金屬的最終分散度取決于許多因素的相互作用，這些因素包括浸體外殼表面，增加催化劑的壽命。用于汽車發(fā)動機(jī)排氣污染物氧化的負(fù)載型鉑催化劑就是一例。一般來說，若試劑有充分時間擴(kuò)散，及副反應(yīng)不為主的話，使用過量溶液

6、的浸漬法可使吸附物基本上均勻沉淀。倘若最初的吸附不均勻，并且不強的話，即使載體小球離開溶液，擴(kuò)散還要繼續(xù)，會使分布更均勻。浸漬法分類浸漬法分類(1)過量浸漬法本法系將載體泡人過量的浸漬溶液中，即浸漬溶液體積超過載體可吸收體積，待吸附平衡后，濾去過剩溶液，干燥、活化后便得催化劑成品。通常借調(diào)節(jié)浸漬溶液的濃度和體積控制附載量。附載量的計算有兩種方法。一是從載體出發(fā)，令載體對某一活性物質(zhì)的比吸附量為W(每克載體的吸附量)，由于孔徑大小不一，活

7、性物質(zhì)只能進(jìn)人大于某一孔徑的孔隙中，以y代表這部分孔隙的體積，設(shè)m為活性物質(zhì)在溶液中的濃度，則吸附平衡后載體對該活性物質(zhì)的附載量Wi為：Wi=Vm＋W如果吸附量很小，則Wi=Vm二是從浸漬溶液考慮，附載量等于浸漬前溶液的體積與濃度之乘積，減去浸漬后溶液的體積與濃度之乘積。然而，這兩種計算方法不甚準(zhǔn)確，僅供參考。(2)等體積浸漬法將載體浸入到過量溶液中，整釜溶液的成分將隨著載體的浸漬而被改變，釋放到溶液中的碎物可形成淤泥，使浸漬難于完全使

8、用操作溶液。因而工業(yè)上使用等體積浸漬法(吸干浸漬法)，即將載體浸到初濕程度，計算好溶液的體積，做到更準(zhǔn)確地控制浸漬工藝。工業(yè)上，可以用噴霧使載體與適當(dāng)濃度的溶液接觸，溶液的量相當(dāng)于已知的總孔體積，這樣做可以準(zhǔn)確控制即將摻入催化劑中的活性組織的量。各個顆粒都可達(dá)到良好的重復(fù)性，但在一次浸漬中所能達(dá)到最大負(fù)載量，要受溶劑溶解度的限制。在任何情況下，制成的催化劑通常都要經(jīng)過干燥與焙燒。在少數(shù)情況下，為使得有效組分更均勻地分散，可將浸漬過的催化