催化劑的常用制備方法

制造催化劑的每一種方法，實際上都是由一系列的操作單元組合而成。為了方便，人們把其中關(guān)鍵而具特色的操作單元的名稱定為制造方法的名稱。傳統(tǒng)的方法有機械混合法、沉淀法、浸漬法、溶液蒸干法、熱熔融法、浸溶法（瀝濾法）、離子交換法等，現(xiàn)發(fā)展的新方法有化學(xué)鍵合法、纖維化法等。

1、機械混合法

將兩種以上的物質(zhì)加入混合設(shè)備內(nèi)混合。此法簡單易行，例如轉(zhuǎn)化-吸收型脫硫劑的制造，是將活性組分（如二氧化錳、氧化鋅、碳酸鋅）與少量粘結(jié)劑（如氧化鎂、氧化鈣）的粉料計量連續(xù)加入一個可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和傾斜度的轉(zhuǎn)盤中，同時噴入計量的水、粉料滾動混合粘結(jié)，形成均勻直徑的球體，此球體再經(jīng)干燥、焙燒即為成品。

2、沉淀法

此法用于制造要求分散度高并含有一種或多種金屬氧化物的催化劑。在制造多組分催化劑時，適宜的沉淀條件對于保證產(chǎn)物組成的均勻性和制造優(yōu)質(zhì)催化劑非常重要。通常的方法是在一種或多種金屬鹽溶液中加入沉淀劑（如碳酸鈉、氫氧化鈣），經(jīng)沉淀、洗滌、過濾、干燥、成型、焙燒（或活化），即得最終產(chǎn)品。

3、浸漬法

將具有高孔隙率的載體（如硅藻土、氧化鋁、活性炭等）浸入含有一種或多種金屬離子的溶液中，保持一定的溫度，溶液進(jìn)入載體的孔隙中。將載體瀝干，經(jīng)干燥、煅燒，載體內(nèi)表面上即附著一層所需的固態(tài)金屬氧化物或其鹽類。

4、噴霧蒸干法

用于制顆粒直徑為數(shù)十微米至數(shù)百微米的流化床用催化劑。如間二甲苯流化床氨化氧化制間二甲腈催化劑的制造，先將給定濃度和體積的偏釩酸鹽和鉻鹽水溶液充分混合，再與定量新制的硅凝膠混合，泵入噴霧干燥器內(nèi)，經(jīng)噴頭霧化后，水分在熱氣流作用下蒸干，物料形成微球催化劑，從噴霧干燥器底部連續(xù)引出。

5、熱熔融法

熱熔融法是制備某些催化劑的特殊方法，適用于少數(shù)不得不經(jīng)過熔煉過程的催化劑，為的是借助高溫條件將各個組分熔煉稱為均勻分布的混合物，配合必要的后續(xù)加工，可制得性能優(yōu)異的催化劑。

6、浸溶法

從多組分體系中，用適當(dāng)?shù)囊簯B(tài)藥劑（或水）抽去部分物質(zhì)，制成具有多孔結(jié)構(gòu)的催化劑。例如骨架鎳催化劑的制造，將定量的鎳和鋁在電爐內(nèi)熔融，熔料冷卻后成為合金，將合金破碎成小顆粒，用氫氧化鈉水溶液浸泡，大部分鋁被溶出（生成偏鋁酸鈉），即形成多孔的高活性骨架鎳。

7、離子交換法

某些晶體物質(zhì)（如合成沸石分子篩）的金屬陽離子（如Na）可與其他陽離子交換。將其投入含有其他金屬（如稀土族元素和某些貴金屬）離子的溶液中，在控制的濃度、溫度、pH條件下，使其他金屬離子與Na進(jìn)行交換。

發(fā)展中新方法：

1、化學(xué)鍵合法

此法現(xiàn)大量用于制造聚合催化劑。其目的是使均相催化劑固態(tài)化。能與過渡金屬絡(luò)合物化學(xué)鍵合的載體，表面有某些官能團（或經(jīng)化學(xué)處理后接上官能團），如-X、-CH2X、-OH基團。將這類載體與膦、胂或胺反應(yīng)，使之膦化、胂化或胺化，然后利用表面上磷、砷或氮原子的孤電子對與過渡金屬絡(luò)合物中心金屬離子進(jìn)行配位絡(luò)合，即可制得化學(xué)鍵合的固相催化劑，如丙烯本體液相聚合用的載體──齊格勒－納塔催化劑的制造。

2、纖維化法

用于含貴金屬的載體催化劑的制造。如將硼硅酸鹽拉制成玻璃纖維絲，用濃鹽酸溶液腐蝕，變成多孔玻璃纖維載體，再用氯鉑酸溶液浸漬，使其載以鉑組分。根據(jù)實用情況，將纖維催化劑壓制成各種形狀和所需的緊密程度，如用于汽車排氣氧化的催化劑，可壓緊在一個短的圓管內(nèi)。如果不是氧化過程，也可用碳纖維。纖維催化劑的制造工藝較復(fù)雜，成本高。