催化剂的制备方法浸渍法概述
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浸渍法介绍
浸渍法概述以浸渍为关键和特殊步骤制造催化剂的方法称浸渍法，也是目前催化剂工业生产中广泛应用的一种方法。
浸渍法是基于活性组分(含助催化剂)以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面，而形成高效催化剂的原理。
通常将含有活性物质的液体去浸各类载体，当浸渍平衡后，去掉剩余液体，再进行与沉淀法相同的干燥、焙烧、活化等工序后处理。
经干燥，将水分蒸发逸出，可使活性组分的盐类遗留在载体的内表面上，这些金属和金属氧化物的盐类均匀分布在载体的细孔中，经加热分解及活化后，即得高度分散的载体催化剂。
活性溶液必须浸在载体上，常用的多孔性载体有氧化铝、氧化硅、活性炭、硅酸铝、硅藻土、浮石、石棉、陶土、氧化镁、活性白土等，可以用粉状的，也可以用成型后的颗粒状的。
氧化铝和氧化硅这些氧化物载体，就像表面具有吸附性能的大多数活性炭一样，很容易被水溶液浸湿。
另外，毛细管作用力可确保液体被吸人到整个多孔结构中，甚至一端封闭的毛细管也将被填满，而气体在液体中的溶解则有助于过程的进行，但也有些载体难于浸湿，例如高度石墨化或没有化学吸附氧的碳就是这样，可用有机溶剂或将载体在抽空下浸渍。
浸渍法有以下优点：第一，附载组分多数情况下仅仅分布在载体表面上，利用率高、用量少、成本低，这对铂、铑、钯、铱等贵金属型负载催化剂特别有意义，可节省大量贵金属；第二，可以用市售的、已成形的、规格化的载体材料，省去催化剂成型步骤。
第三，可通过选择适当的载体，为催化剂提供所需物理结构特性，如比表面、孔半径、机械强度、热导率等。
可见浸渍法是一种简单易行而且经济的方法。
广泛用于制备负载型催化剂，尤其是低含量的贵金属附载型催化剂。
其缺点是其焙烧热分解工序常产生废气污染。
浸渍法工艺浸渍法可分为粉状载体浸渍法和粒状载体浸渍法两种工艺，其特点可由流程图看出。
粒状载体浸渍法工艺如图6—2所示。
粒状载体浸渍前通常先做成一定形状，抽空载体后用溶液接触载体，并加入适量的竞争吸附剂。
也可将活性组分溶液喷射到转动的容器中翻滚到载体上，然后可用过滤、倾析及离心等方法除去过剩溶液。
工业催化剂的制备浸渍法
精细化学品生产
在精细化学品生产中，浸渍法制备的催化剂可用于生产高纯度、高附加值的化学品，如香料、染料等 。
在环保领域的应用
废气处理
浸渍法制备的催化剂可用于处理工业废气中的有害物质，如硫化物、氮氧化物等，以减少空气污染。
废水处理
浸渍法制备的催化剂也可用于废水处理，通过催化氧化等技术手段，将废水中的有害物质转化为无害或低毒性的 物质。
对环境不友好
部分浸渍液可能含有有毒有害物质，对环境造成 一定污染。
05
浸渍法制备工业催化剂的未来发展
新材料与新技术的研究与应用
新型载体材料
研究具有优异物理和化学性能的新型载体材料，以 提高催化剂的活性和稳定性。
纳米技术
利用纳米技术制备纳米尺度的催化剂，以实现更高 效的催化反应。
表面改性技术
通过表面改性技术改善催化剂的表面性质，提高其 与载体的结合力和活性。
浸渍法的定义和原理
浸渍法是一种制备催化剂的方法，其基本原理是将活性组分 浸渍在载体上，通过物理或化学作用将活性组分固定在载体 表面，形成一层均匀的催化膜。
浸渍法的原理基于溶液的吸附和扩散作用，通过控制浸渍条 件，如温度、浓度、时间等，可以控制活性组分的负载量和 分布状态，从而影响催化剂的性能。
02
资源回收利用
实现催化剂的再生和循环利用 ，减少资源浪费和环境污染。
环境友好型催化剂
开发对环境友好的新型催化剂 ，降低生产过程中的环境污理
在一定温度下进行热处理，使活性组分在载体表面发生还原、分解、氧化等反 应，形成具有催化活性的物质。
后处理与产品表征
后处理
对催化剂进行洗涤、过滤、干燥等后处理操作，以提高催化剂的纯度和性能。
产品表征
在精细化学品生产中，浸渍法制备的催化剂可用于生产高纯度、高附加值的化学品，如香料、染料等 。
在环保领域的应用
废气处理
浸渍法制备的催化剂可用于处理工业废气中的有害物质，如硫化物、氮氧化物等，以减少空气污染。
废水处理
浸渍法制备的催化剂也可用于废水处理，通过催化氧化等技术手段，将废水中的有害物质转化为无害或低毒性的 物质。
对环境不友好
部分浸渍液可能含有有毒有害物质，对环境造成 一定污染。
05
浸渍法制备工业催化剂的未来发展
新材料与新技术的研究与应用
新型载体材料
研究具有优异物理和化学性能的新型载体材料，以 提高催化剂的活性和稳定性。
纳米技术
利用纳米技术制备纳米尺度的催化剂，以实现更高 效的催化反应。
表面改性技术
通过表面改性技术改善催化剂的表面性质，提高其 与载体的结合力和活性。
浸渍法的定义和原理
浸渍法是一种制备催化剂的方法，其基本原理是将活性组分 浸渍在载体上，通过物理或化学作用将活性组分固定在载体 表面，形成一层均匀的催化膜。
浸渍法的原理基于溶液的吸附和扩散作用，通过控制浸渍条 件，如温度、浓度、时间等，可以控制活性组分的负载量和 分布状态，从而影响催化剂的性能。
02
资源回收利用
实现催化剂的再生和循环利用 ，减少资源浪费和环境污染。
环境友好型催化剂
开发对环境友好的新型催化剂 ，降低生产过程中的环境污理
在一定温度下进行热处理，使活性组分在载体表面发生还原、分解、氧化等反 应，形成具有催化活性的物质。
后处理与产品表征
后处理
对催化剂进行洗涤、过滤、干燥等后处理操作，以提高催化剂的纯度和性能。
产品表征
浸渍法制备催化剂
活性组分消耗，宜采用蛋白或蛋黄型
Factors influencing impregnation
亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件
未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h
表面酸量 (mmol/g 活性炭)
0.216 0.886 1.621 1.295
活性表面 (m2/g Pd-Pt)
51 87 125 103
对于疏水性载体时，cosθ<0,浸渍操作可在加压下进行，还可以采 用有机溶剂调节浸润角，利用采用甲醇溶液在聚四氟乙烯上负载 钯
浸渍过程影响因素
载体表面性质 载体表面性质影响其对活性组分的吸附能力 氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数：
氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
浸渍过程影响因素
H2PtC 6 l 2H PtC 62- l PtC 62-lH2O (Pt5C H2O l -)C-l (Pt5C H2O l -) (Pt5C H2O l 2)-H
OH (PtCl5OH)2- +2Al
2Cl Cl Cl Pt Cl +Cl-+H++H2O
OO
Al Al
OH Al+HCl
Cl Al +H2O
Impregnation methods for the preparation of supported catalysts (A) wet impregnation (with excess solution) (B) incipient wetness impregnation
Advantages and shortcomings of impregnation
Factors influencing impregnation
亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件
未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h
表面酸量 (mmol/g 活性炭)
0.216 0.886 1.621 1.295
活性表面 (m2/g Pd-Pt)
51 87 125 103
对于疏水性载体时，cosθ<0,浸渍操作可在加压下进行，还可以采 用有机溶剂调节浸润角，利用采用甲醇溶液在聚四氟乙烯上负载 钯
浸渍过程影响因素
载体表面性质 载体表面性质影响其对活性组分的吸附能力 氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数：
氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
浸渍过程影响因素
H2PtC 6 l 2H PtC 62- l PtC 62-lH2O (Pt5C H2O l -)C-l (Pt5C H2O l -) (Pt5C H2O l 2)-H
OH (PtCl5OH)2- +2Al
2Cl Cl Cl Pt Cl +Cl-+H++H2O
OO
Al Al
OH Al+HCl
Cl Al +H2O
Impregnation methods for the preparation of supported catalysts (A) wet impregnation (with excess solution) (B) incipient wetness impregnation
Advantages and shortcomings of impregnation
催化剂制备方法
关于浸渍时间的几种情况：
1）活性组分在孔壁的吸附速率快于扩散速率，导致活 性组分吸附在孔口（时间或活性组分浓度不够）；
2）浸渍后过滤，静臵，吸附的活性成分重新解吸，通
过再分配实现均匀分布（不立刻干燥）； 3）浸渍后不过滤，载体外活性成分不断扩散至孔道内， 实现均匀分布（增加浸渍时间）。
3）浸渍前载体的状态 载体状态不同使组分在载体内部 的分布不均匀，且当浸渍液浓度愈 大，不均匀性愈显著。在同样浓度 的浸渍液条件下，干燥载体内浸渍 组分的分布比湿载体时均匀。
匀 pH稳定 多组分同时 沉淀 沉淀均 匀
（5）pH值 沉淀法中常用碱性物质作沉淀剂，沉 淀物的生成在相当大的程度上受溶液的 pH值得影响
沉淀方法的分离 1）单组分沉淀法 单组份沉淀法是通过沉淀剂与一种特 殊组分溶液作用以制备单一组分沉淀物 的方法。 例：氧化铝的制备 碱法：Al3+ + OH- Al2O3· nH2O 酸法：AlO2- + H3O+ Al2O3· nH2O
浸渍法的影响因素： 1）盐浓度盐、铵盐、有 机酸盐（乙酸盐、乳酸盐）
浸渍液浓度：
催化剂中活性组分含量（以氧化物计）
a
VpC 1 VpC
100%
浸渍液浓度（以氧化物计），g/ml
载体比孔容，ml/g
2）浸渍时间： t=2η/δx x2/r 渗透时间与粘度系数、表面张力、孔径 和粒度有关 在氧化铝上浸渍含Ni化合物
2.分子筛的制备 制备分子筛主要通过混合液成胶、晶化、洗 涤、成型及活化等步骤。以下介绍影响分子筛 制备的几个因素。 （1）硅铝比。不同型号的分子筛有其固定的硅铝 比，如A型为2.0左右。 （2）基数。基数是指反应物料中氧化铝的摩尔浓 度。A型为0.2-0.3mol/L. （3）碱度。指晶化过程中，反应液中所含碱的浓 度，一般以Na2O的摩尔度表示。 （4）晶化温度和晶化时间。一般规律是，高温晶 化需时短，低温晶化需时长。 （5）成胶温度。一般情况下，温度越高越易成胶。
浸渍法
适用于反应介质中有毒物， 且载体又能吸附该毒物
催化剂的制备方法——浸渍法
College of Chemical Engineering and Materials Science
选择合适的载体 选择合适的溶质和溶剂
控制活性组分 分布的办法
添加竞争吸附剂 改变浸渍条件
College of Chemical Engineering and Materials Science
4.2.1 载体的选择与预处理
载体的选择因反应不同而异： 如，乙烯精制去除少量乙炔（加氢）： Pd / -Al2O3 对载体的要求： 低比表面积、大孔径
（使乙炔加氢产物乙烯尽快脱离催化剂表面）
无酸性（防止烯、炔的聚合反应，延长催化剂寿命）
College of Chemical Engineering and Materials Science
载体的抽真空处理
提高载体的吸附容量，保证金属负载量
载体的化学改性处理
例如活性炭载体表面经不同氧化处理后，可产生大量具有 亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件 未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h 表面酸量 (mmol/g 活性炭) 0.216 0.886 1.621 1.295 活性表面 (m2/g Pd-Pt) 51 87 125 103
被Al2O3吸附，催化剂中Pt近于呈均匀
图4-1 不同浸渍液时Pt在Al2O3上的浓度分布
分布；
College of Chemical Engineering and Materials Science
催化剂的制备方法——浸渍法
催化剂制备原理-浸渍法
干燥与煅烧过程
在浸渍完成后，需要对载体进行干燥和煅烧以去除溶剂和增加活性成分的稳 定性。适当的干燥和煅烧条件可提高催化剂的催化性能。
渍法的优缺点
优点
简单易操作 适用于不同类型的载体 可实现高负载量
缺点
活性成分分布不均匀 浸渍液挥发会导致固体堆积 煅烧过程可能导致部分活性成分丧失
浸渍法在催化剂制备中的应用
催化剂制备原理-浸渍法
浸渍法是一种常用于催化剂制备的方法。它通过将活性成分沉积到载体表面， 以实现催化剂的制备。
浸渍法的基本原理
浸渍法通过将溶液中的活性成分与固体载体接触，使其沉积在载体表面，最终形成催化剂。该方法能够实现活 性成分的均匀分布和高负载量。
浸渍法的操作步骤
1. 选择合适的载体和活性成分 2. 将载体浸入含有活性成分的溶液中 3. 控制浸渍时间和温度 4. 取出浸渍后的载体并进行干燥
浸渍剂的选择与使用
浸渍剂的选择取决于活性成分和载体的特性。常用的浸渍剂包括溶剂、络合 剂和表面活性剂。不同浸渍剂会对制备催化剂的性能产生影响。
浸渍剂浓度与固体/溶液质量比的影响
浸渍剂浓度和固体/溶液质量比会影响催化剂的负载量和分布均匀性。较高的浸渍剂浓度和适当的质量比可以 增加催化剂的活性和稳定性。
1
催化剂制备
浸渍法可用于制备各种类型的催化剂，如
催化反应
2
贵金属催化剂、氧化物催化剂和复合催化 剂。
浸渍法制备的催化剂常用于催化反应，如
氧化、加氢和裂解等。
3
环境保护
浸渍法制备的催化剂在环境保护领域中具 有重要应用，如废水处理和废气净化。
催化剂 浸渍法
催化剂浸渍法催化剂浸渍法是一种常用的制备催化剂的方法。
催化剂是一种能够加速化学反应速率，但在反应结束后本身不参与反应的物质。
催化剂在工业生产和科学研究中起着至关重要的作用，可以提高反应的效率和选择性，降低能量消耗和废物产生。
催化剂浸渍法是一种将催化剂溶解在溶剂中，然后将待浸渍物浸泡在溶液中，使催化剂均匀地附着在待浸渍物表面的方法。
这种方法适用于各种形状和材料的待浸渍物，如颗粒、纤维和薄膜等。
催化剂浸渍法具有简单、灵活、成本低廉等优点，因此在实际应用中被广泛采用。
催化剂浸渍法的制备步骤如下：首先，选择合适的催化剂和溶剂。
催化剂的选择应根据反应类型和待浸渍物的性质来确定，而溶剂的选择则应考虑催化剂的溶解性和待浸渍物的稳定性。
其次，将催化剂溶解在适量的溶剂中，制备成催化剂溶液。
然后，将待浸渍物放入催化剂溶液中，使其充分浸泡。
浸泡时间可以根据实际需要进行调整，一般在几分钟到几小时之间。
最后，将浸渍后的待浸渍物取出，经过干燥、煅烧等处理，得到最终的催化剂。
催化剂浸渍法的关键在于催化剂的均匀分散和附着。
为了实现这一点，可以通过调整溶剂的性质、浸泡时间和温度等因素来控制。
另外，也可以采用预处理待浸渍物的方法，如表面改性、活化等，以增加催化剂与待浸渍物的相互作用力，提高催化剂的附着性和稳定性。
催化剂浸渍法在许多领域都有应用。
例如，在环境保护领域，可以将催化剂浸渍在吸附剂上，用于废气处理和水处理等。
在化工生产中，可以将催化剂浸渍在载体上，用于合成有机化合物或合成高分子材料。
在能源领域，可以将催化剂浸渍在电极上，用于燃料电池和光催化反应等。
此外，催化剂浸渍法还可以用于制备催化剂的载体材料，如氧化铝、硅胶等。
催化剂浸渍法是一种简单、灵活、成本低廉的制备催化剂的方法。
它可以将催化剂均匀地分散和附着在待浸渍物表面，提高反应的效率和选择性。
催化剂浸渍法在各个领域都有广泛应用，为工业生产和科学研究提供了重要的支持。
随着科学技术的不断进步，催化剂浸渍法的制备方法也在不断改进和创新，为催化剂的研究和应用带来了更多的可能性。
催化剂制备原理-浸渍法
Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
• 浸渍法分类
➢ 过量浸渍法：将载体浸渍在过量溶液中，溶液体积大于载体可吸 附的液体体积，一段时间后除去过剩的液体，干燥、焙烧、活化
➢ 等体积浸渍法：预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使 载体完全浸渍所需的溶液量（实际采用喷雾法——把配好的溶液 喷洒在不断翻动的载体上，达到浸渍的目的）
➢ 浸渍液浓度
Impregnation of -Alumina with Ni (from Ni(NO3)2)，浸渍时间 0.5 h
低浓度浸渍溶液和较长浸渍时间有利于活性 组分在载体孔内均匀分布
on + d• iff浸usi渍on后的热a处dso理rdpiftfiuosnion
➢ 干燥过程中活性组分的迁移
➢ 浸渍时间
Impregnation of -Alumina with Ni (from 1.0 M Ni(NO3)2)
Increasing impregnation time Pt/Al2O3
Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
• 浸渍影响因素
a VpC 100% 1 VpC
载体比孔容，ml/g
浸渍液浓度（以氧化物计），g/ml
浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到较粗的金属颗 粒且粒径分布不均匀
浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力
• 浸渍过程
Solution flow into pores
adsorption
Adsorption/desorption + diffusion
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如图4-1所示，制备Pt – Al2O3催化 剂时，氯铂酸由于与Al2O3有强的吸附 作用，浸渍后Pt高度集中在颗粒外表 面；而二氨基二亚硝基铂由于几乎不 被Al2O3吸附，催化剂中Pt近于呈均匀 分布；
图4-1 不同浸渍液时Pt在Al2O3上的浓度分布
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
H2PtCl6/γ-Al2O3 均匀分布
H2PtCl6/活性炭 “蛋壳”型分布
“蛋壳”型分布
均匀分布
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.1.3 浸渍液浓度
➢ 浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到较粗的金属颗粒 且粒径分布不均匀；
➢ 浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力； ➢ 当要求负载量低于饱和吸附量，应采用稀浓度浸渍液浸渍，并延
4.3 载体预处理的影响
载体的预处理
焙烧 处理
水泡 处理
抽真空 处理
浸渍法通常包括载体预处理、浸渍液配制、浸渍、除去过 量液体、干燥和焙烧、活化等过程；
浸渍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。
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
浸渍法
优点
➢载体形状尺寸已确定， 载体具有合适比表面、孔 径、强度、导热率； ➢活性组分利用率高、成 本低； ➢生产方法简单，生产能 力高；
Egg-shell
Egg-white Egg-Yolk
Active phase/Support
Support
适用于反应受 适用于反应受质中有毒物， 且载体又能吸附该毒物
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
控制活性组分 分布的办法
选择合适的载体 选择合适的溶质和溶剂 添加竞争吸附剂 改变浸渍条件
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.2.2 载体的吸附性质
氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数： 氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.2.3 载体的孔结构
孔容 孔半径
比表面积
扩散 活性组分
催化剂
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
diffusion adsorption
体渗透到毛细管内部； ➢ 活性组分在孔内扩散及
Drying
evaporation
在载体表面吸附；
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
三、活性组分的不均匀分布
活性组分分布类型的选择（取决于催化反应宏观动力学） ：
均匀型
蛋壳型
蛋白型
蛋黄型
Uniform
长浸渍时间或使用竞争吸附剂，使吸附的活性组分均匀分布；
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.2 载体性质的影响
载体的一般要求：
➢ 机械强度高；
常用载体：
➢ 合适的颗粒形状与尺寸、适宜的表面积、 孔结构等；
氧化铝 硅胶
➢ 耐热性好；
分子筛
➢ 导热性能良好（针对强放/吸热反应）； ➢ 足够的吸水性； ➢ 载体为惰性，与浸渍液不发生化学反应； ➢ 不含催化剂毒物和导致副反应发生的物质； ➢ 原料易得，制备简单，无污染；
活性炭 硅藻土 浮石 活性白土 炭纤维
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.2.1 载体的选择与预处理
载体的选择因反应不同而异： 如，乙烯精制去除少量乙炔（加氢）： Pd / -Al2O3 对载体的要求： ➢ 低比表面积、大孔径
（使乙炔加氢产物乙烯尽快脱离催化剂表面）
➢ 无酸性（防止烯、炔的聚合反应，延长催化剂寿命）
催化剂中活性组分含量（以氧化物计）
a VpC 100% 1VpC
载体比孔容，ml/g
浸渍液浓度（以氧化物计），g/ml
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.1.1 金属盐类
当使用同种活性组分的不同类型金属盐类水溶液时，由于金属盐类中的 配合物与载体浸渍时所产生的配位基置换反应机理不同，所制备的催化剂中 活性组分的分布是不同的。
缺点
➢焙烧产生污染气体； ➢干 燥 过 程 会 导 致 活 性 组分迁移；
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
二、浸渍法基本原理
➢ 固体孔隙与液体接触时，
Solution flow into pores
adsorption
由于表面张力的作用而
产生毛细管压力，使液
Adsorption/desorption + diffusion
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
四、制备催化剂的影响因素
载体 性质
竞争 吸附剂
浸渍液 性质
影响 因素
浸渍 条件
载体 预处理
浸渍后 热处理
催化剂
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.1 浸渍液性质的影响
浸渍液的配制
➢ 活性组分金属的易溶盐 —— 硝酸盐、铵盐、有机酸盐（乙酸盐等）； ➢ 浸渍液浓度（取决于所要求的活性组分负载量）：
催化剂的制备方法——浸渍法
LOGO
催化剂的制备方法浸渍法概述 催化剂的制备方法——浸渍法
Content
1
浸渍法概述
2
浸渍法基本原理
3
活性组分的不均匀分布
4
制备催化剂的影响因素
5
浸渍法主要工艺
6
浸渍法制备催化剂示例
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
一、浸渍法概述
载体（如Al2O3）的沉淀 载体的成型
—— 广泛用于制备负载型催化剂
（尤其负载型金属催化剂）
载体的预处理
用活性组份溶液浸渍
干燥 焙烧分解
负载型金属催化剂
活化（还原）
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
浸渍法（impregnation）是将载体放进含有活性物质的液 体或气体中浸渍，活性物质逐渐吸附于载体的表面，当浸渍 平衡后，将剩下的液体除去，再进行干燥、焙烧、活化等即 可制得催化剂。
4.1.2 浸渍液所用溶剂
浸渍液溶剂多采用去离子水，但当载体成分容易在水溶液中洗提出来时， 或者是要负载的活性组分难溶于水时，就需使用醇类或烃类等溶剂。
由于不同载体的亲疏水性不同，不同溶剂的极性也不同，所以当使用不 同类型的溶剂时，所制备的催化剂上活性组分的分布就不同。
溶剂 水 丙酮
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响
图4-1 不同浸渍液时Pt在Al2O3上的浓度分布
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
H2PtCl6/γ-Al2O3 均匀分布
H2PtCl6/活性炭 “蛋壳”型分布
“蛋壳”型分布
均匀分布
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.1.3 浸渍液浓度
➢ 浓度过高，活性组分在孔内分布不均匀，易得到较粗的金属颗粒 且粒径分布不均匀；
➢ 浓度过低，一次浸渍达不到要求，必须多次浸渍，费时费力； ➢ 当要求负载量低于饱和吸附量，应采用稀浓度浸渍液浸渍，并延
4.3 载体预处理的影响
载体的预处理
焙烧 处理
水泡 处理
抽真空 处理
浸渍法通常包括载体预处理、浸渍液配制、浸渍、除去过 量液体、干燥和焙烧、活化等过程；
浸渍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。
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
浸渍法
优点
➢载体形状尺寸已确定， 载体具有合适比表面、孔 径、强度、导热率； ➢活性组分利用率高、成 本低； ➢生产方法简单，生产能 力高；
Egg-shell
Egg-white Egg-Yolk
Active phase/Support
Support
适用于反应受 适用于反应受质中有毒物， 且载体又能吸附该毒物
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
控制活性组分 分布的办法
选择合适的载体 选择合适的溶质和溶剂 添加竞争吸附剂 改变浸渍条件
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.2.2 载体的吸附性质
氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数： 氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.2.3 载体的孔结构
孔容 孔半径
比表面积
扩散 活性组分
催化剂
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
diffusion adsorption
体渗透到毛细管内部； ➢ 活性组分在孔内扩散及
Drying
evaporation
在载体表面吸附；
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三、活性组分的不均匀分布
活性组分分布类型的选择（取决于催化反应宏观动力学） ：
均匀型
蛋壳型
蛋白型
蛋黄型
Uniform
长浸渍时间或使用竞争吸附剂，使吸附的活性组分均匀分布；
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4.2 载体性质的影响
载体的一般要求：
➢ 机械强度高；
常用载体：
➢ 合适的颗粒形状与尺寸、适宜的表面积、 孔结构等；
氧化铝 硅胶
➢ 耐热性好；
分子筛
➢ 导热性能良好（针对强放/吸热反应）； ➢ 足够的吸水性； ➢ 载体为惰性，与浸渍液不发生化学反应； ➢ 不含催化剂毒物和导致副反应发生的物质； ➢ 原料易得，制备简单，无污染；
活性炭 硅藻土 浮石 活性白土 炭纤维
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4.2.1 载体的选择与预处理
载体的选择因反应不同而异： 如，乙烯精制去除少量乙炔（加氢）： Pd / -Al2O3 对载体的要求： ➢ 低比表面积、大孔径
（使乙炔加氢产物乙烯尽快脱离催化剂表面）
➢ 无酸性（防止烯、炔的聚合反应，延长催化剂寿命）
催化剂中活性组分含量（以氧化物计）
a VpC 100% 1VpC
载体比孔容，ml/g
浸渍液浓度（以氧化物计），g/ml
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.1.1 金属盐类
当使用同种活性组分的不同类型金属盐类水溶液时，由于金属盐类中的 配合物与载体浸渍时所产生的配位基置换反应机理不同，所制备的催化剂中 活性组分的分布是不同的。
缺点
➢焙烧产生污染气体； ➢干 燥 过 程 会 导 致 活 性 组分迁移；
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
二、浸渍法基本原理
➢ 固体孔隙与液体接触时，
Solution flow into pores
adsorption
由于表面张力的作用而
产生毛细管压力，使液
Adsorption/desorption + diffusion
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
四、制备催化剂的影响因素
载体 性质
竞争 吸附剂
浸渍液 性质
影响 因素
浸渍 条件
载体 预处理
浸渍后 热处理
催化剂
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
4.1 浸渍液性质的影响
浸渍液的配制
➢ 活性组分金属的易溶盐 —— 硝酸盐、铵盐、有机酸盐（乙酸盐等）； ➢ 浸渍液浓度（取决于所要求的活性组分负载量）：
催化剂的制备方法——浸渍法
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催化剂的制备方法浸渍法概述 催化剂的制备方法——浸渍法
Content
1
浸渍法概述
2
浸渍法基本原理
3
活性组分的不均匀分布
4
制备催化剂的影响因素
5
浸渍法主要工艺
6
浸渍法制备催化剂示例
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
一、浸渍法概述
载体（如Al2O3）的沉淀 载体的成型
—— 广泛用于制备负载型催化剂
（尤其负载型金属催化剂）
载体的预处理
用活性组份溶液浸渍
干燥 焙烧分解
负载型金属催化剂
活化（还原）
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
浸渍法（impregnation）是将载体放进含有活性物质的液 体或气体中浸渍，活性物质逐渐吸附于载体的表面，当浸渍 平衡后，将剩下的液体除去，再进行干燥、焙烧、活化等即 可制得催化剂。
4.1.2 浸渍液所用溶剂
浸渍液溶剂多采用去离子水，但当载体成分容易在水溶液中洗提出来时， 或者是要负载的活性组分难溶于水时，就需使用醇类或烃类等溶剂。
由于不同载体的亲疏水性不同，不同溶剂的极性也不同，所以当使用不 同类型的溶剂时，所制备的催化剂上活性组分的分布就不同。
溶剂 水 丙酮
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响