Metode de bază pentru producerea catalizatorilor solizi

Descriere: procese principale pentru fabricarea catalizatorilor solizi, în funcție de aplicație proprietățile dorite catalizatori pot fi produși prin următoarele metode: chimice :. Utilizarea catalizatorilor solizi sunt sintetizați prin reacția dublei hidrogenare oxidare schimb și alte metode diferite pot fi împărțite în metal amorf și cristalin simplu și complex de oxid sulfurat. Catalizatorii metalici pot fi individuali sau aliați. Catalizatorii pot fi SiO2 TiO2 A12O3 monofazat sau.







Mărime fișier: 21.05 KB

Lucrarea a fost descărcată: 25 de persoane.

Dacă această lucrare nu vă convine în partea de jos a paginii, există o listă de lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Metode de bază pentru producerea catalizatorilor solizi

În funcție de domeniul de aplicare, proprietățile necesare, catalizatorii pot fi produse în următoarele moduri:

chimic: utilizând reacția dublă de schimb, oxidarea, hidrogenarea etc .;

amestecarea oxizilor sau hidroxidelor metalice;

descompunerea uscată a sărurilor;

aplicarea fazelor la alte faze de solide;

sinteza sistemelor coloidale;

grefarea diferiților compuși pe un purtător solid (enzime de altoire pe cărbune activ sau oxizi metalici, altoirea compușilor organometalici pe oxizi de metale etc.);

agitarea mecanică a catalizatorilor solizi;

înlocuirea unor cationi în rețeaua de catalizatori cu alții (de exemplu, zeolitul NaX sub influența CaCl2 este transformat în SX # 151; zeolit).

Metoda pentru sintetizarea catalizatorului determină textura, structura amplului sau a cristalinului, forma particulelor de catalizator, termoparostabilitatea și alte proprietăți.

Catalizatorii solizi sintetizați prin diferite metode pot fi împărțiți în sulfură metalică, amorfă și cristalină, simplă și complexă.

Ele pot fi împărțite prin compoziție chimică și de fază.

Catalizatorii metalici pot fi individuali sau aliați. Catalizatorii pot fi monofazați (SiO 2 TiO 2 A1 2 O 3) sau multifază (Bi-Mo-O, AI-C o-Mo-O). Faza metalică poate fi depozitată pe suprafața suporturilor solide. Astfel de catalizatori sunt catalizatori de reformare care sunt preparați prin aplicarea platinei cu reniu la γ-AI2O3; oxidare # 151; Ag / piatra ponce; hidrogenarea Ni / y-Al203, etc.

Să luăm în considerare metodele cele mai folosite pentru prepararea catalizatorilor.

7.1 Sinteza catalizatorilor de fuziune.

7.2 Prepararea soluțiilor coloidale de catalizatori.

Soluțiile coloidale conțin particule de metal dispersat sau de altă fază cu dimensiunea de la I la 100 pm. Astfel de catalizatori au activitate catalitică crescută, deoarece au o suprafață specifică mare, cu o concentrație crescută de situri active pe astfel de suprafețe. soluții coloidale de metale sau alte micelii dure (oxizi, sulfuri și altele asemenea. D.) Într-un mediu apos poate fi preparat prin reducerea sărurilor cu agenți de reducere adecvați, precum și hidroxizi chimici sau dispersie mecanică sau sulfuri metalice. Soluțiile coloidale de substanțe pot fi obținute prin electrodializa soluțiilor de sare, peptizării, schimbului de ioni cu zeoliți și schimbători de cationi.

7.3 Sinteza catalizatorilor prin inocularea compușilor pe un purtător solid

Catalizatorii preparați prin imunizarea ancorate ionilor complecși sau compuși organometalici metalloorganosiloksanovyh la suprafața de purtători organici sau anorganici. Ca polimeri organici purtători utilizat sub formă de geluri sau polimeri microporoase macroreticulare sau polimeri macroporoase sunt produși prin copolimerizarea divinilbenzen cu stiren sau acrilați, și polimeri expandate care sunt formate din copolimerizarea butadienă și stiren sau polimerizarea butadienei.

Suporturile organice au dezavantajul că nu pot funcționa la temperaturi ridicate și au rezistență mecanică scăzută.

Ca purtători anorganici, se utilizează oxizi de aluminiu și siliciu, metallosilicați, zeoliți, pahare, argile și piatră ponce. Acești purtători anorganici conțin, pe suprafața lor, grupări OH care participă la legarea grefate pe suprafața compușilor conform schemei

purtător-OH + HOSiR3 = purtător-O-SiR3 + H20.

Catalizatorii grefați sunt mai eficienți decât catalizatorii omogenizați și solizi, deoarece prezintă proprietățile ambelor tipuri de catalizatori, adică purtători și catalizatori omogenizați.

Avantajele acestor catalizatori:

purtătorul, ca și moleculele fixate, poate prezenta activitate catalitică, oferind o orientare favorabilă a moleculelor atât reactivului, cât și compusului grefat pe suprafața catalizatorului;

moleculele compușilor grefați suferă o acțiune specifică a purtătorului, care modifică activitatea și selectivitatea catalizatorului ca un întreg;

moleculele fixe pot schimba stereochimia în apropierea ionului metalic în compusul complex, care, de asemenea, își schimbă activitatea și selectivitatea.

ancorarea complexelor metalice pe un suport poate afecta poziția de echilibru între ionii metalici și liganzi;

purtătorii pot stabiliza forma activă catalitic a moleculei complexe sau complexe care este instabilă în formă pură;

- pe suporturi, enzimele sunt fixe, crescându-și stabilitatea termică și regulând stereoselectivitatea;

- catalizatorii pe suport se separă cu ușurință de amestecul de reacție, spre deosebire de sistemele catalitice omogene.

Aplicarea compușilor complexi metalici, a compușilor organometalici și a compușilor organometaloxanici la suprafața unui suport organic sau anorganic poate fi realizată prin următoarele metode:







- interacțiunea directă a sării metalice sau a altui compus cu suprafața purtătorului;

- înlocuirea ligandului în complexul metalic cu eliberarea produsului și grefarea compusului;

- împărțirea legăturilor de punți cu introducerea compusului grefat în purtătorul funcțional.

Altoirea substituită a compușilor la purtător are loc în timpul interacțiunii compușilor organometalici pe bază de metale tranziționale cu purtătorii. Purtătorii sunt oxizii A1 și dioxid de siliciu, aluminosilicați, zeoliți, pe suprafața care sunt grupe OH și grefarea se efectuează astfel de compuși ca [Cr (C 5 H 5) 3], [Ni (C 5 H 5) 4], [Ti (CH2C6H5)] 4 prin grupări OH cu eliberarea apei sau îndepărtarea moleculei RH. Acești compuși sunt sensibili la umiditate, iar procesul de altoire urmează modelul:

A1 2 O 3 -OH + MR n> A 1 2 O 3 - O - MR n -1 + RH.

Suportul trebuie apoi preîncălzit la o temperatură de 473 K sau mai mare pentru a îndepărta apa condensată și pentru a se asigura că pe suprafața purtătoare sunt prezente numai grupele O-H.

Altoirea directă se realizează prin fixarea compusului pe purtător fără descompunerea compusului. Astfel, CoCl2 anhidru și NiCl2 sunt fixați pe un purtător organic în conformitate cu schema:

CoM2 + polimer = polimer CoCl2

PdCl2 + 2 NCCH2P = (PCH2CN) 2PdCI2.

Ancorarea punții apare atunci când legăturile de legătură din moleculă sunt mai întâi scindate.

7.4 Metoda sol-gel

Metoda sol-gel este utilizată pe scară largă în industrie pentru producerea de catalizatori de cracare (aluminosilicat, zeolitolumosilicat, zeolitcirsiliconat și alți catalizatori de oxid); Aceeași metodă este utilizată pentru producerea de adsorbanți (oxizi de siliciu și aluminiu) și zeoliți, precum și pentru producerea multor altor oxizi și catalizatori metalici.

Metoda sol-gel implică mai multe etape succesive în prepararea catalizatorilor solizi, în special silicați siliciu-zeoliți și zeoliți.

Acestea includ următoarele etape:

# 151; prepararea apei dedurizate din condensat de abur sau distilare;

# 151; măcinarea silozurilor;

# 151; dizolvarea silicatului anormal sub presiunea vaporilor de apă la aceeași temperatură în apă;

# 151; dizolvarea în apă a sărurilor metalice inițiale, acizilor și alcalinilor;

# 151; prepararea suspensiei de zeolit ​​în apă;

# 151; amestecarea unei soluții de sticlă lichidă și soluții de săruri metalice în apă, acidificată cu acid, la o anumită temperatură, pH-ul concentrației soluției;

# 151; obținerea unei suspensii de metaloceolit-silicat;

# 151; alimentarea suspensiei apoase a zeolitului cu un al treilea flux către sol;

# 151; coagularea solului în gel în uleiul de transformator;

# 151; spălarea particulelor de gel;

# 151; sinergeza într-o soluție de sulfat de amoniu sau altă sare;

# 151; activarea gelului cu o soluție de sulfat de aluminiu sau alta; metal sau sulfat de amoniu în apă;

# 151; spălarea gelului;

# 151; uscarea și calcinarea particulelor de gel.

Particulele de catalizator sunt obținute sub formă de sfere având un diametru de 2-5 mm sau sub formă de microsfere. Toate etapele de preparare și prelucrare a particulelor de catalizator sunt realizate în condiții optime, menținând pH-ul solului, temperatura preparării acestuia și raportul dintre soluțiile introduse în amestec. În condiții optime, toate celelalte etape ale procesului de producție a catalizatorului se desfășoară.

Catalizatorii de silicat metalic solid au o latură amorfă și meta-silicat de zeolit # 151; cristal amorf-cristalin. Rețeaua este construită dintr-o combinație de polyhedra # 151; tetraedra și octaedra, care sunt purtători ai proprietăților fizice și chimice ale substanțelor solide. Structura solidelor este creată prin creșterea succesivă a zăbrelei la joncțiunea polyhedra între ele, luând în considerare etapele:

Polyhedron --- Ansamblu poliedric ---- Celulă elementară ---- Cluster de polyhedroni ----

Corp solid cu zăpadă cristalină ---- Corp solid cu zăbrele amorfă

Ansamblul de polyhedra este formarea pre-cristalină. O celulă elementară se poate forma din ansamblul polyhedra și apoi se creează un solid cristalin. Se pot crea clustere cu un aranjament haotic al polyhedra. În acest caz, se formează un catalizator cu o rețea amorfă.

Poliedrului are o structură specifică, dată de :? coordonator număr NYM de cation în compoziția, lungimea legăturii, unghiurile dintre legături E, simetrie, numărul de oxidare sau de încărcător cationi și Anio nou, valoarea distribuției câmpului electromagnetic al electronilor în atomic și molecular orbitali, energie? . In sinteza carbu? Organisme Gut trebuie să ia în considerare proprietățile de mai sus ale solidelor, secvența de sinteză și proprietățile lor, compoziția și starea? Poliedru.

7.5 Descompunerea uscată a sărurilor.

Printr-un procedeu uscat, este posibil să se obțină oxid sau alți catalizatori prin descompunerea sărurilor lor. Astfel, când sunt încălzite nitrații de nichel sau cobalt, se produc oxizi de nichel și cobalt. Acești catalizatori pot fi utilizați pentru hidrogenarea sau dehidrogenarea compușilor sulfuroși. În fluxul de hidrogen, acești oxizi pot fi reduși la metale. În loc de nitrați metalici, pot fi utilizați carbonați, săruri ale acizilor organici. Dintr-un amestec al acestor săruri, este posibil să se obțină catalizatori de oxid mixt pentru diferite procedee.

Este posibil să se amestece nitrații de săruri ale diferitelor metale cu dicromat de amoniu. Când acest amestec este atins de un nichel roșu-fierbinte sau alt fir metalic, se auto-se aprinde și se transformă într-o pulbere fină. Această pulbere este un catalizator pentru reducerea acizilor organici în alcooli, reacțiile de dehidrogenare a alcoolilor și hidrocarburilor.

Oxizi metalici solizi pot fi obținuți prin descompunerea carbonililor metalici de Fe (CO) 5 Ni (CO) 4, etc.

7.6 Aplicarea unor faze altora.

În acest fel, adică prin aplicarea unei faze la celălalt se obține catalizatori platforming, oxidare a hidrocarburilor, degidrirova? Hidrocarburi Nij și altele asemenea. Ca prima fază este selectat oxizi UI? Taliu, cel mai adesea y-A1 2 Oz, 2. 5 carbon activat diferit. Este, de asemenea, posibilă utilizarea în acest scop a suporturilor complexe de silicat metalic, rășini organice, piatră ponce, argilă, zeoliți.

A doua fază este, de regulă, o fază metalică diluată. Poate fi metale nobile, cel mai adesea Ag. Pt. Pd. Aceste faze sunt aplicate pe substrat din soluții apoase ale sărurilor corespunzătoare. Sărurile sunt aplicate dintr-o soluție apoasă la o concentrație dată, sistemul este apoi uscat, calcinat la temperaturi de până la 673 K și restabilit într-un curent de hidrogen. În mod tipic, 0,1 până la 0,65% din greutatea purtătorului este aplicat purtătorilor. metalul nobil. Faza metalică poate fi aplicată pe un substrat prin condensarea vaporilor metalici după sublimarea în vid sau din CO 2 lichid (într-o stare supercritică).

Pentru a stabiliza aglomerarea fazei metalice de la povy? Temperaturi Shenii până la 873 K sau mai mare și procesul de reducere cu metal a moleculelor reactanților ale vitezei de transfer atom din particule mici de pe suprafața catalizatorului la particulele mari sunt folosite pentru a completa faza metalica a diverse alte metale # 150; Pd. Re.

7.7 Materii prime și reactivi pentru producerea catalizatorului.

Producția de mase de contact include următoarele etape principale:

1. Prepararea unui material solid de pornire care, pe lângă substanțele incluse în catalizatorul final, conține substanțe care urmează să fie îndepărtate.

2. Izolarea compusului, care este un catalizator.

3. Modificarea compoziției catalizatorului atunci când reacționează cu reactivii și sub influența condițiilor de reacție.

Materiile prime sunt, de obicei, metale active catalitic, soluri, oxizi și materiale naturale.

Alegerea materiilor prime este determinată:

Următorii catalizatori sunt foarte importanți:

constanța compoziției chimice, constanța compoziției de fază, absența impurităților dăunătoare, mărimea particulelor necesare, umiditatea necesară.

Metodele pentru formarea catalizatorilor și purtătorii: coagulare în ekstruktsiya picături, tabletare, granulare într-un granulator cu cuvă, uscarea într-un uscător prin pulverizare, materialul de măcinare.

Metode Molding influențează aria suprafeței și structurii poroase a masei de contact, determină în mare măsură rezistența mecanică a granulelor, care permite să se obțină un material foarte puternic în timpul de coagulare în Charles, uscarea într-un uscător prin pulverizare, iar la ekstruktsii joasă putere, tabletarea, materialul de măcinare.

Metoda de preparare determină gradul de dispersie a componentei catalitice, forma, structura poroasă și activitatea masei de contact.

Alte lucrări similare care vă pot interesa.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: