第四章-I催化劑制備原理

1、四、離子交換法四、離子交換法離子交換法是利用載體表面上存在著可進行交換離子交換法是利用載體表面上存在著可進行交換的離子，將活性組分通過離子交換（的離子，將活性組分通過離子交換（通常是陽離子交通常是陽離子交換換），交換到載體上，然后再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮筇幚?，如），交換到載體上，然后再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮筇幚?，如洗滌、干燥、焙燒、還原最后得到金屬負載型催化劑。洗滌、干燥、焙燒、還原最后得到金屬負載型催化劑。該法制得的催化劑經(jīng)還原后所得的金屬微粒極細，該法制得的催化劑經(jīng)還原后所得的金屬微粒極細，催化劑的活性及選擇性極高。催化劑的活性及選擇性極高。 如：焙燒過的硅酸鋁如：焙燒過的硅酸鋁(SA)表面帶有表面帶有OH基

2、團，有很基團，有很強的強的質(zhì)子酸性質(zhì)子酸性，但這些質(zhì)子，但這些質(zhì)子(H+)不能與過渡金屬或不能與過渡金屬或金屬氨絡(luò)離子直接進行交換。金屬氨絡(luò)離子直接進行交換。 若將表面質(zhì)子先以若將表面質(zhì)子先以NH4+離子替代，離子交換即可離子替代，離子交換即可進行硅酸鋁的離子交換反應(yīng)：進行硅酸鋁的離子交換反應(yīng)： H2SA + 2NH4+ = (NH4)2SA + 2H+ (NH4)2SA + M2+ = MSA + 2NH4+ 利用離子交換法制得的利用離子交換法制得的Pd/SA催化劑，當(dāng)催化劑，當(dāng)Pd含量含量小于小于0.03mg/gSA時，時，Pd幾乎以原子狀態(tài)分散。幾乎以原子狀態(tài)分散。 離子交換法常用于離子

3、交換法常用于Na型分子篩及型分子篩及Na型離子交換型離子交換樹脂除去樹脂除去Na+。 如：用如：用H+與與Na型離子樹脂、或分子篩交換；型離子樹脂、或分子篩交換； NH4+、堿土金屬離子、稀土金屬離子、貴金屬離、堿土金屬離子、稀土金屬離子、貴金屬離子與分子篩交換。子與分子篩交換。 q 催化性能催化性能 作為固體酸堿催化劑作為固體酸堿催化劑與均相溶液中的與均相溶液中的硫酸、鹽硫酸、鹽酸、氫氧化鈉（鉀）的作用是一致的酸、氫氧化鈉（鉀）的作用是一致的; ; 反應(yīng)介質(zhì)中，聚合物反應(yīng)介質(zhì)中，聚合物骨架會發(fā)生溶脹骨架會發(fā)生溶脹，有利于，有利于反應(yīng)物接近于催化活性部位，近似均相反應(yīng)反應(yīng)物接近于催化活性部位，

4、近似均相反應(yīng); ; 催化性能介于催化性能介于低分子量低分子量的酸、堿均相體系與的酸、堿均相體系與無無機固體酸、堿體系機固體酸、堿體系之間之間. .q典型陽離子交換樹脂的催化反應(yīng)典型陽離子交換樹脂的催化反應(yīng) 水解反應(yīng)水解反應(yīng) 乙酸甲酯乙酸甲酯 乙酸乙酸 + 甲醇甲醇 甲酸甲酯甲酸甲酯 甲酸甲酸+甲醇甲醇蔗糖蔗糖 糖原糖原 淀粉淀粉 纖維素等水解纖維素等水解催化活性與催化活性與HCl相當(dāng)相當(dāng)q優(yōu)缺點優(yōu)缺點 優(yōu)點優(yōu)點 商品來源穩(wěn)定商品來源穩(wěn)定; ; 適用于氣、液相，也適用于適用于氣、液相，也適用于非水體系非水體系; ; 大孔的離子交換樹脂具有固定的結(jié)構(gòu)，大孔的離子交換樹脂具有固定的結(jié)構(gòu)，體積體積 受溶劑作用影響很小受溶劑作用影響很小，適用于填充柱操作，適用于填充柱操作; ; 便于保存和運輸便于保存和運輸; ; 酸性部位處于樹脂酸性部位處于樹脂內(nèi)部內(nèi)部; ; 同一催化劑可以同一催化劑可以反復(fù)反復(fù)使用