溶膠凝膠法PPT學習教案

1、會計學1溶膠凝膠法溶膠凝膠法作為載體，必須有大表面積和多孔的性質，作為非負載的單一組分催化劑，也通常是制成大表面積和高孔隙率的，對這類物質，一般采用sol- gel法(溶膠-凝膠法) 。溶膠凝膠法是指無機物或金屬醇鹽經過溶液、溶膠、凝膠而固化，再經熱處理而形成氧化物或其它化合物固體的方法。第1頁/共23頁不同溶膠不同溶膠-凝膠過程的特征凝膠過程的特征 化化 學學 特特 征征 凝膠凝膠 前前 驅驅 物物 應應 用用 膠體型膠體型Sol-Gel過程過程 調整調整pH值加入電值加入電解質解質 蒸發(fā)溶劑使蒸發(fā)溶劑使粒子形成凝膠網絡粒子形成凝膠網絡 密集的粒子形成凝膠網密集的粒子形成凝膠網絡；凝膠絡；凝

2、膠 中固相含量較中固相含量較高；凝膠透明，強度較高；凝膠透明，強度較弱弱 由金屬由金屬 無機化合無機化合物與添加劑之間物與添加劑之間的反應形成的密的反應形成的密集的粒子集的粒子 粉末、粉末、薄膜薄膜 無機聚無機聚合物型合物型Sol-Gel過程過程 前驅物的水解和縮前驅物的水解和縮聚聚 由前驅物得到的無機聚由前驅物得到的無機聚合物構成凝膠網絡；剛合物構成凝膠網絡；剛形成的凝膠體積與前形成的凝膠體積與前 驅驅物溶液體積完全一樣；物溶液體積完全一樣；凝膠形成的參數凝膠形成的參數-膠凝時膠凝時間隨著過程中其它參數間隨著過程中其它參數的變化的變化 而變化；凝膠透而變化；凝膠透明明 金屬醇鹽金屬醇鹽 薄膜

3、、薄膜、塊體、塊體、纖維、纖維、粉末粉末 絡合物絡合物型型Sol-Gel過程過程 絡合反應導致較大絡合反應導致較大混合配合體的混合配合體的 絡合絡合物的形成物的形成 由氫鍵連接的絡合物構由氫鍵連接的絡合物構成凝膠網絡；成凝膠網絡； 凝膠在濕凝膠在濕氣氣 中可能會溶解中可能會溶解;凝膠透凝膠透明明 金屬醇鹽、硝酸金屬醇鹽、硝酸鹽或醋酸鹽鹽或醋酸鹽 薄膜、薄膜、粉末、粉末、纖維纖維 第2頁/共23頁第3頁/共23頁一、一、sol-gel法制備過程法制備過程金 屬 鹽 溶液過 飽 和 狀態(tài)PH調節(jié)沉淀成核長大膠體溶膠凝聚陳化水凝膠純化,濃縮洗 滌 過濾干燥干凝膠成型顆粒煅燒催化劑第4頁/共23頁二二

4、.金屬鹽溶液的選擇金屬鹽溶液的選擇1.陽離子選取：催化劑中所用的金屬離子。2.陰離子的選?。宏庪x子的選擇涉及多方面的因素。例如：溶解度、雜質含量、易獲性、價格等可能存在的問題等，應綜合考慮。陰離子應該比較容易經分解、揮發(fā)或洗滌除去。Cl-：洗滌困難，毒物，酸性SO4 2-：毒物，產生SO2、H2SNO3-：產生NO x煙霧，成本低C2O4 2-：焙燒時可除去，無污染，但成本高。第5頁/共23頁3.常用鹽類：碳酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽、銨鹽、鈉鹽。有些催化劑也選硫酸鹽或氯化物。4.溶劑：水，有機溶劑5.影響鹽選擇的其它原因第6頁/共23頁三三.沉淀過程沉淀過程分為三個階段：過飽和、成核、長大

5、1.過飽和狀態(tài)進入過飽和狀態(tài)的三種方法PH增加值蒸發(fā)提高溶液濃度降低溶液溫度沉淀過程過飽和區(qū)增加pH溶解度曲線溶液溫度溫度濃度濃度ACBD其中增加PH值是最常用的方法，通過加入堿性溶液實現第7頁/共23頁常用沉淀劑4423232233423434244224()()()()NH OHKOHNaOHNHCONa COCOK CONaHCONHCONH HCONHSONHC O堿類：、碳酸鹽類：、碳酸氫鹽類：有機酸：乙酸、草酸銨鹽：、第8頁/共23頁2.成核與長大成核與長大（1）成核速率（VN）與長大速率（Vg） 長大速率：又叫定向速率，是離子按一定晶格排列在晶核上形成晶體的速度。成核速率：又叫聚

6、集速度，指溶液中加入沉淀劑而使離子濃度乘積超過溶度積時，離子聚集起來生成微小晶核的速率。第9頁/共23頁（2）VNVg ：小粒子，非晶形（窄分布的小顆粒體系） VN700 煅燒時可發(fā)生固相反應：2324,NiOAl ONiAl ONiOMgONiO MgONiONi尖晶石，鎳鎂固溶體還原后得到活性相,8MgONiOnmNiOMgOnm例無時的晶粒度為30.0400.0 而在固溶體中，粒度為如：。第19頁/共23頁4506002322323105012002323CCCCAl OH OAl OAl OAl OAl O 例如：2.煅燒中所發(fā)生的反應熱分解發(fā)生固相反應形成固溶體發(fā)生晶型轉變第20頁/共23頁3.煅燒中應注意的問題煅燒溫度 ，孔徑 ，孔體積 例如：Al2O3 500 孔體積0.5499 cm3/g 可幾的直徑6.4nm 900 孔體積0.4115 cm3/g 可幾的直徑66.8nm煅燒溫度改變晶型煅燒溫度改變比表面積例如：Al2O3 T：500 800 1000 1100 Sg：202m2/g 153m2/g 81.8m2/g 31