【技术】固体催化剂制备—浸制法及沉淀法

常用的催化剂制备方法

固体催化剂常用制备方法有浸制法，沉淀法，离子交换法，共混合法，滚涂法和喷涂法及沥滤法，不同的制备方法，成分、用量相同，但催化剂的性能可能不同。

图1 固体催化剂的制备方法

浸制法

浸制法工艺

通常是将和载体浸入可溶性而又易分解的盐溶液（硝酸盐，醋酸盐或铵盐）中进行浸渍，然后干燥和焙烧。由于盐类的分解和还原，催化剂的活性成分便沉积在载体上。

图2浸制法包含步骤

浸制法基本原理：

图3 浸制法基本原理

A 固体孔隙与液体接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，使液体渗透到毛细管内部。

B 活性组分在孔内扩散及在载体表面吸附。

常用载体

常用载体有氧化铝，硅胶，分子筛，活性炭，硅藻土，浮石，活性白土，碳纤维等，根据实际反应特性选择。

使用范围及优势劣势

浸制法适用于制备稀有贵金属催化剂，活性组分含量较低的催化剂以及需要高机械强度的催化剂。

载体形状尺寸已确定且具有合适比表面、孔径、强度、导热率；活性组分利用率高，成本低；生产工艺简单，产能大。但焙烧会产生污染气体，干燥过程活性组分易迁移。

沉淀法

沉淀法工艺

在金属盐溶液中加入沉淀剂，生成难溶金属盐和金属水合氧化物，从溶液中沉淀出来，再经过老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化等工艺指的催化剂或催化剂载体。

图4 沉淀法示意图

适用范围

广泛适用于制备高含量的非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂或催化剂载体（比如负载型的催化剂载体SiO2、Al2O3是用沉淀法制备的），几乎所有固体催化剂都有一部分通过沉淀得到。

非贵金属单位表面积的活性一般都比贵金属低，因此在甲烷化、合成氨和合成和合成甲醇等过程中所用的镍、铁、铜和锌催化剂中，都采用高金属含量(大于20%)，而催化剂中贵金属含量一般不超过0.2%。

高金属含量的催化剂制备一般包含沉淀操作，包括如下：

图5 催化剂制备里的沉淀相关操作