1、預習報告柴油車尾氣凈化催化劑制備、表征及性能測試學院：化學化工學院專業(yè)：精細化工班級：08級姓名：賴家雄學號：0813020060指導教師：梁紅老師1.機動車尾氣對環(huán)境的危害1.1 機動車尾氣有害物質(zhì)一氧化碳（CO）;碳氫化合物（HC）;氮氧化合物（NQ）;微粒（PM）碳黑顆粒因為尾氣中Q含量較高，而PM勺排放量約為汽油機的幾十倍。因此，降低NO和PMB放是柴油機車尾氣催化凈化的主要課題。1.2 直接危害直接危害：科學分析表明，汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物及硫氧化合物等。固體懸浮顆粒：固體懸浮顆粒隨呼吸進人人體肺部，以

2、碰撞、擴散、沉積等方式滯留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系統(tǒng)疾病。當懸浮顆粒積累到臨界濃度時，便會激發(fā)形成惡性腫瘤。此外，懸浮顆粒物還能直接接觸皮膚和眼睛，阻塞皮膚的毛囊和汗腺，引起皮膚炎和眼結(jié)膜炎，甚至造成角膜損傷。一氧化碳：一氧化碳與血液中的血紅蛋白結(jié)合的速度比氧氣快250倍。一氧化碳經(jīng)呼吸道進入血液循環(huán)，與血紅蛋白親合后生成碳氧血紅蛋白，從而削弱血液向各組織輸送氧的功能，危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成人的感覺、反應、理解、記憶力等機能障礙，重者危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導致生命危險。氮氧化物：氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它們都是對人體有害的氣體，特別是對呼吸系統(tǒng)有危害。在二氧化氮濃度為9.4毫克立

3、方米的空氣中暴露10分鐘，即可造成人的呼吸系統(tǒng)功能失調(diào)。碳氫化合物：當?shù)趸锖吞細浠衔镌谔栕贤饩€的作用下，會產(chǎn)生一種具有刺激性的淺藍色煙霧，其中包含有臭氧、醛類、硝酸脂類等多種復雜化合物。這種光化學煙霧對人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛紅腫和喉炎。1.3 間接危害間接危害：尾氣在直接危害人體健康的同時，還會對人類生活的環(huán)境產(chǎn)生深遠影響。尾氣中的二氧化硫具有強烈的刺激氣味，達到一定濃度時容易導致“酸雨”的發(fā)生，造成土壤和水源酸化，影響農(nóng)作物和森林的生長。2.柴油車尾氣形成機理柴油車燃料混合氣的形成是在發(fā)動機燃燒室內(nèi)進行的，柴油高壓噴入燃燒室，壓縮著火后進行邊噴邊燃燒的擴散

4、燃燒方式。這種工作方式，決定了柴油與空氣的混合是不均勻的，不可避免地存在局部缺氧或局部富氧情況。油料在高溫缺氧時，易炭化形成碳煙。柴油車負荷的調(diào)節(jié)是通過改變噴油量來控制的。柴油車混合氣始終處于比較稀的狀態(tài)下，也就是說柴油機的燃燒室內(nèi)始終存在富余的空氣。這些富余的空氣在高溫作用下容易產(chǎn)生氮氧化物（NOX,而一氧化碳（CQ和碳氫化合物（H。則不容易形成。因此，柴油車排放特點是顆粒物和氮氧化物（NOX排放量多而一氧化碳（CO和碳氫化合物（HQ排放量少。在燃料燃燒轉(zhuǎn)換過程中，以空氣作為氧化劑，在尾氣中除了兩種最終氧化物（CO和H20）外，還有CO未燃盡的碳氫化合物（HC）以及高溫時燃燒產(chǎn)生的NO等有害

5、氣體。燃油在汽缸里燃燒的機理，可粗略地用如下反應式表達：4800氣：HgC而十用十一總+C。+CO.+NO.*H.O3 .柴油車尾氣處理進展目前，雖然柴油車制造廠采取了一系列機內(nèi)凈化技術措施，但是NO和PM的排放問題無法得到徹底解決。因此，必須采取機外凈化措施，也就是采用更為有效的柴油車排氣后處理措施，以滿足日益嚴厲的柴油車排放法規(guī)和標準。柴油機機外凈化技術一般分為兩類，分別是排氣后NO處理技術和排氣后PMft理技術。除此之外，近來人們還進行探索開發(fā)能夠同時處理NO和PM的技術。3.1 排氣后NO處理技術排氣后NO處理技術主要包括：選擇性催化還原NO技術（SCR）、等離子輔助催化還原技術、氧化

6、催化轉(zhuǎn)化器稀NO技術非選擇性催化還原NO（NSCR系統(tǒng)）、NO吸附催化劑技術等。SCR技術用于降低NO的排放，轉(zhuǎn)化效率高達90%。該技術的缺點在于尿素需要定時填充來維持正常工作，且選擇催化轉(zhuǎn)化器的體積大、成本高，需要動態(tài)計量控制還原劑，在低負荷時，由于廢氣溫度較低，催化效率下降。另外，需要高流量的氨氣才能使NOx轉(zhuǎn)化效率最高。此外，目前等離子體技術研究的重點已用于NOx處理，在稀燃排氣中等離子放電主要是氧化反應，單獨用等離子體對NO還原沒有效果，但當將等離子體與催化劑結(jié)合，等離子體增強了催化劑的選擇性，對柴油機排氣中的NOx和碳顆粒都有很好的凈化效果。另一優(yōu)點是對燃料含硫量幾乎沒有要求，可以在

7、相對低的溫度下運行。3.2 排氣后PMa理技術目前用于柴油車顆粒物PM)E放治理的產(chǎn)品，主要為微粒過濾DPF(dieselparticulatefilter)裝置和POC(顆粒氧化催化轉(zhuǎn)化器)。3.2.1 柴油機微粒過濾器(DPF)柴油機微粒過濾器的工作主體是濾芯，常用的過濾材料有：泡沫陶瓷、壁流式蜂窩陶瓷、金屬絲網(wǎng)、陶瓷纖維等。濾芯決定過濾器的過濾效率、工作可靠性、使用壽命以及再生技術的使用和再生效果。濾芯應滿足較高的性能指標：具有較高的過濾效率，具有大的過濾面積、耐熱沖擊性好、較強的機械性能指標、熱穩(wěn)定性好及能承受較高的熱負荷、較小的熱膨脹系數(shù)，在外形尺寸相同的情況下背壓小，背壓增長率低，

8、適應再生能力強，質(zhì)量輕。柴油機DPF主要分為陶瓷微粒過濾器和袋濾器兩種。3.2.2 POC(顆粒氧化催化轉(zhuǎn)化器)最近出現(xiàn)的POC顆粒氧化催化轉(zhuǎn)化器)是一種全新的柴油機后處理設計理念，在歐洲是為歐IV、歐V階段設計的，它可以捕捉并氧化部分顆粒物。具結(jié)構(gòu)是使廢氣通過一個多褶皺而不堵塞的通道，它可以降低顆粒物中可揮發(fā)的有機成分，對顆粒物的轉(zhuǎn)化效率可達到60%以上。除此之外，POCW其它后處理系統(tǒng)配合使用，可將90%以上的CO?口HC專化成HO和CO。POC對顆粒物的轉(zhuǎn)化效率較低，但與顆粒捕捉器相比，具有成本低、無需復雜的標定過程、開發(fā)周期短、可靠性好等優(yōu)點。3.3 同時處理NO和PM的技術柴油機排氣

9、中的有害排放物NO和微粒PM對于人類具有很大的危害性，必須采取相應的措施對其加以控制。微粒的生成條件是高溫缺氧，NO的生成條件是高溫富氧二者的生成規(guī)律不同而又相互矛盾，此即NO和微粒的折衷曲線。針對這一缺點，開發(fā)了PMM濾及NOa原技術、四效催化技術、多段處理去除PM和NO、雙床催化技術等希望能像汽油車三效催化劑一樣，以微粒和NO互為氧化劑和還原劑，同時去除COHGPM口NO,從而找到一種較為理想的柴油車尾氣凈化催化方法。3.3.1 PM過濾及NO還原技術豐田GENESIS研究所最近開發(fā)了一種柴油發(fā)動機PM過濾及NO還原處理技術(DieselParticleandNitrogenoxidesR

10、eduction,DPNR)此系統(tǒng)將NO吸附與PM過濾有機結(jié)合在一起，可同時對柴油車排氣中所含PM和NO進行同期連續(xù)凈化。多孔陶瓷捕集器載體上涂有用于稀薄燃燒的吸附還原型三效催化劑。在稀燃條件下，PM被捕集，NOX被吸附到催化劑上。采用推遲噴油定時產(chǎn)生了更多的碳氫化合物，促使NOX還原為N2,定時解析出的活性02也促進了PM的氧化，從而降低了PM的排放。該技術需外加燃油，且控制復雜。3.3.2 四效(4way)催化四效(4way)催化是利用C,COffiHC作為還原劑，在同一塊催化劑時對NO進行催化還原，從而達到同時凈化微粒、COHC和NO的目的。其所謂的四效催化的概念是指，催化轉(zhuǎn)化器能比較理

11、想地凈化柴油機排氣中的NQCOHC和PM中的有機溶劑可溶成分的柴油機用催化轉(zhuǎn)化器，由于其不能真正去除碳黑，算不上真正意義上的四效催化劑。其主要是通過吸附存儲NO,然后在富HC的情況下進行還原反應。在以堿或堿土類金屬等為吸附材料吸收NO以進行還原反應。為使還原反應能順利進行，必須提供過量的燃料。燃料過多會出現(xiàn)排煙多、PM增加和浪費燃油。除此外，由于輕柴油中的硫含量比汽油高，吸附的NO中還有部分與排氣中的SO反應，生成穩(wěn)定性強的硫酸鹽，實際上起到了減少吸附NO量的作用，也就是降低了吸附而通過供給過量燃料來提供HC量，也會造成燃料浪費。4 .固體催化劑的制備4.1 催化劑制備方法的選擇固體催化劑在催

12、化反應條件下要求本身不發(fā)生狀態(tài)變化。因此就定了它如下的制作方法:4.2常用制備方法4.2.1浸漬法將載體置于含有活性組分的溶液中浸泡，達到平衡后將剩余液體除去(或?qū)⑷芤喝拷牍腆w)，再經(jīng)干燥、煨燒、活化，即得催化劑。浸漬溶液中所含的活性組分，應具有溶解度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和受熱分解為穩(wěn)定化合物的特點，如硝酸鹽、乙胺鹽、胺鹽等。浸漬法基本原理為：當多孔載體與溶液接觸時，由于表面張力作用而產(chǎn)生的毛細管壓力，使溶液進入毛細管內(nèi)部，然后溶液中的活性組分再在細孔內(nèi)表面吸附。浸漬條件的影響：影響浸漬效果的因素主要是浸漬液的性質(zhì)、載體的特性和浸漬條件等。浸漬過程有溶液的浸透、溶質(zhì)的吸附、溶質(zhì)與載體的反應、溶質(zhì)的

13、遷移等現(xiàn)象的發(fā)生。(1)浸漬時間當浸漬溶液與孔性載體接觸時，溶液滲透推動力為:+2x2滲透時間與滲透距離的關系：t二r值得注意的是：浸漬時間不等于滲透時間。如果載體對溶質(zhì)沒有吸附作用，負載全靠溶質(zhì)濃縮結(jié)晶沉積，則可認為滲透時間等于浸漬時間；如果有吸附作用，要使溶質(zhì)在載體表面分散均勻，溶質(zhì)必須在孔內(nèi)建立吸附平衡，這需要一段比滲透時間唱得多的浸漬時間。(2)浸漬液濃度浸漬液濃度越大，吸附的活性組分就越高。(3)浸漬前載體狀態(tài)在浸漬前，將載體干燥或潤濕會產(chǎn)生不同的浸漬效果。在同樣濃度的浸漬液條件下，干燥載體內(nèi)浸漬組分的分布比濕載體時均勻。(4)活性組分分布對催化活性影響均勻型催化劑蛋殼型催化劑蛋白型

14、催化劑蛋黃型催化劑當催化劑顆粒的內(nèi)擴散阻力大的時候，反應優(yōu)先在外表面附近發(fā)生，把活性組分負載在外表面附近可以有效利用活性組分。對于正級數(shù)反應，蛋殼型催化劑效率因子最高；而對于負級數(shù)反應，蛋黃型較好,因為擴散阻力增大了反應速率。當反應物中含有微量毒物，易在催化劑上沉積，沉積是從外表面開始發(fā)生，使用蛋白型催化劑就可以保護活性組分不中毒，可延長使用壽命。4.2.2共沉淀法沉淀法通常是在溶液狀態(tài)下將不同化學成分的物質(zhì)混合，在混合液中加人適當?shù)某恋韯┲苽淝膀?qū)體沉淀物，再將沉淀物進行干燥或鍛燒，從而制得相應的粉體顆粒.根據(jù)沉淀方式的不同，其可分為：直接沉淀法，共沉淀法，均相沉淀法和水解沉淀法等.共沉淀法的

15、控制因素：(1)沉淀劑的選擇1)盡可能使用易分解并含易揮發(fā)成分的沉淀劑。常用沉淀劑有氨氣、氨水和俊鹽,還有二氧化碳和碳酸鹽和堿類以及尿素等。最常用的沉淀劑是氫氧化俊和碳酸俊等；2)形成的沉淀物必須便于過濾和洗滌。鹽類沉淀劑原則上可以形成晶形沉淀，而堿類沉淀劑都會生成非晶形沉淀；3)沉淀劑的溶解度要大一些；4)沉淀劑不應造成環(huán)境污染。(2)溶液濃度的影響溶液中生成沉淀的首要條件之一是其濃度超過飽和濃度。溶液濃度對沉淀過程的影響表現(xiàn)在對晶核的生成和晶核生長的影響(3)沉淀溫度當溶液中溶質(zhì)數(shù)量一定時，溫度高則過飽和度降低，使晶核生成的速率減?。粶囟鹊褪谷芤哼^飽和濃度增大，使晶核生成速率提高。一般溫度

16、與晶核生成速率關系曲線存在極大值。晶核生成速率最大對應的溫度低于晶核生長速率最大對應的溫度，所以低溫一般得到小顆粒。(4)加料順序加料順序?qū)Τ恋砦镄再|(zhì)有較大影響。正加法：將沉淀劑加到金屬鹽類溶液中；倒加法：將鹽類溶液加到沉淀劑中。加料順序通過溶液pH值的變化而影響沉淀物的性質(zhì)，通過影響沉淀物的結(jié)構(gòu)而改變催化劑的活性，還影響粒徑的分布。( 5)pH值沉淀法常用堿性物質(zhì)作沉淀劑，沉淀物的生成在相當大的程度上受pH值的影響。( 6)沉淀與母液的分離( 7)晶形沉淀與非晶形沉淀的形成條件4.2.3溶膠凝膠法溶膠凝膠法就是用含高化學活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化

17、學反應，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過干燥、燒結(jié)固化制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。溶膠凝膠法的化學過程首先是將原料分散在溶劑中，然后經(jīng)過水解反應生成活性單體，活性單體進行聚合，開始成為溶膠，進而生成具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠，經(jīng)過干燥和熱處理制備出納米粒子和所需要材料。其最基本的反應是：(1)水解反應：M(OR)+H2O-M(OH)x(OR)nx+xROH(2)聚合反應：M-OH+HO-M-M-O-M-+HO-M-OR+HO-M-M-O-M-+ROH溶膠凝膠法與其它方法相比具有許多獨特的優(yōu)

18、點：(1)由于溶膠凝膠法中所用的原料首先被分散到溶劑中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的時間內(nèi)獲得分子水平的均勻性，在形成凝膠時，反應物之間很可能是在分子水平上被均勻地混合。（ 2）由于經(jīng)過溶液反應步驟，那么就很容易均勻定量地摻入一些微量元素，實現(xiàn)分子水平上的均勻摻雜。（ 3）與固相反應相比，化學反應將容易進行，而且僅需要較低的合成溫度，一般認為溶膠一凝膠體系中組分的擴散在納米范圍內(nèi)，而固相反應時組分擴散是在微米范圍內(nèi)，因此反應容易進行，溫度較低。（ 4）選擇合適的條件可以制備各種新型材料。溶膠一凝膠法也存在某些問題：通常整個溶膠凝膠過程所需時間較長（主要指陳化時間），常需要幾天或者幾周

19、；還有就是凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中又將會逸出許多氣體及有機物，并產(chǎn)生收縮。5. 氧化鋁各種晶相的介紹氧化鋁（氧化鋁）是各種氧化鋁水合物經(jīng)熱分解的脫水產(chǎn)物。它們形成一系列的同質(zhì)異晶體，有些呈分散相，有些呈過渡態(tài)，但當加熱溫度超過1000時，它們雙都轉(zhuǎn)變成同一種穩(wěn)定的最終產(chǎn)物，真正的無水氧化鋁，即a-Al203（也叫人造剛玉）。所以氧化鋁的同質(zhì)異晶體又可以被看作是a-Al2O3的的過渡態(tài)。按照它們的生成溫度可以分為以下兩類：1 .低溫氧化鋁。低溫氧化鋁化學組成為AlzQ-nHO,式中0<n<0.6,是前述各種氫氧化鋁在不超過600c的溫度下脫水的產(chǎn)物，發(fā)球這一類的有p-AI2O

20、、x-Al203等四種。2 .高溫氧化鋁。高溫氧化鋁幾乎是無水的AlzQ,是在9001000c之間的溫度下生成的，屬于這一類的除a-ALQ外還有K-AI2O、6-Al203及9-ALOOH或A1203。在催化領域中常見的和應用最廣的是Y-AlQ及4-Al203。通常所指的“活性氧化鋁”，一種含義是指活性Y-Al203；另一種含義則是泛指X-Al203、4-Al203和Y-Al203的混合物。在氧化鋁生產(chǎn)中通常所生產(chǎn)的電解煉鋁用氧化鋁是a-Al203和Y-Al203的混合物。a-Al203它屬于六角晶系，由于有完整堅固的晶格，所以它是所有的氧化鋁同質(zhì)異晶體中化學性最穩(wěn)定的一種，在酸或堿液中不溶解

21、。人工方法是將一水硬鋁石之外的各種氫氧化鋁加熱脫水即可獲得Y-A1203oY-Al203屬于立方晶系，焙燒溫度由450c升高到950c時，畢生由3.22增加到3.53.77。Y-Al203具有很大的分散性，化學性較為活潑，稱之為活性氧化鋁，易與酸或堿溶液作用?；钚匝趸X對水和其它物質(zhì)具有很高的吸附特性，因此可作為吸附濟和干燥劑等。6. 氧化鋁的制備方法現(xiàn)階段Al2O3的制備方法主要有溶膠一凝膠法、硫酸鋁銨熱解法、碳酸鋁銨熱解法、氯化汞活化水解法、等離子體法、噴霧熱解法低碳、低碳烷基鋁水解法、水熱法、改良拜耳法、水析絡合法和高純鋁直接水解法等制備水合氧化鋁的方法很多，其中有以鋁鹽、偏鋁酸鈉、烷基

22、鋁、金屬鋁等為原料的方法，并控制溫度、pH、反應時間、反應物濃度等，得到均一的相態(tài)和不同的物性。通常有下列幾種方法。(1)以鋁鹽為原料：用AICI36H2O、Al2(SO4)3I8H2O、Al(NO3)39H2O、KAl(SO4)212H2O等的水溶液與沉淀劑氨水(或NaOH、Na2CO3等)溶液作用生成氧化鋁水合物。AlCl3+3NH40HfAl(OH)3J+3NH4ClAl2(SO4)3+6NH4OH-2Al(0H)3,+3(NH4”SO4實驗室多使用該法制備水合氧化鋁。( 2) 以偏鋁酸鈉為原料：偏鋁酸鈉可在酸性溶液作用下分解，沉淀析出氫氧化鋁。此原料在工業(yè)生產(chǎn)上較經(jīng)濟，是常用的生產(chǎn)活性

23、氧化鋁的路線，常因混有不易脫除的Na，故常用通入CO2的方法制各種晶型的Al(OH)3。2NaAlO2+CO2+3H2。-Na2CO3+2Al(OH)3JNaAlO2+HNO3+H2O-NaN03+Al(0H)3；制備過程中Al3+和OH存在是必要的，其他離子可經(jīng)水洗被除掉。另外還有許多方法，它們都是為制取特殊要求的催化劑或載體而采用的。制備催化劑或載體時，都要求去除S、P、As、Cl等有害雜質(zhì)，否則催化活性較差。7. 以Al2O3為載體的活性組分7.1 稀土鈣鈦礦型復合氧化物稀土鈣鈦礦型復合氧化物ABO3，由于其穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)和良好的催化活性，相對于貴金屬來說具有價格低廉的優(yōu)勢。稀土鈣鈦礦型

24、復合氧化物ABO3是一氧化碳的有效催化劑，其初始活性與壽命優(yōu)于鉑催化劑，具有催化燃燒和NOx還原的雙重作用，因而可作為汽車尾氣的凈化催化劑。7.2 Ce、Zr、La、CoCe-Zr-O固溶體被譽為最有發(fā)展前景的催化劑儲氧載體。因為CeXZr1-XO2固溶體具有高的儲氧能力和良好的熱穩(wěn)定性,用作汽車尾氣凈化催化劑載體受到了廣泛的關注,是目前催化劑領域的研究熱點。LaCoO那化合物的催化活性主要由Co離子決定，La離子主要通過控制活性組分Co離子的原子價態(tài)和分散狀態(tài)而起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用。7.3 過度金屬型在過渡金屬中有很多金屬是可以作為催化劑的活性組分，例如銅和錫對柴油車尾氣的處理就有很好的催化作用

25、，本實驗就是用Cu和Sn作為活性組分，K和V作為組催化劑，A12Q作為載體，用共沉淀法制備處理柴油尾氣的催化劑。8. 初步實驗方案一、實驗目的及意義柴油車排放的污染物主要是顆粒物（PM和氮氧化物（NOR,還有少量的一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、揮發(fā)性烴類有機化合物（VOC）。柴油車排放的污染物和汽油車相比較，汽油車排氣中的COHC和VOC比較多，柴油車排氣中的PM比較多，近年來因機動車所造成的污染日趨嚴重，對機動車尾氣進行治理具有重要意義。綜合目前柴油車尾氣的處理方法，采用催化燃燒的方法除去顆粒物是目前實現(xiàn)柴油車顆粒物排放控制最為有效和簡單的方法，其中催化劑的選擇是最為關鍵的因素。本實

26、驗擬以金屬氧化物為活性組分，三氧化二鋁（A12O3）為載體制備柴油車尾氣凈化催化劑，并了解催化劑制備過程中各種因素對催化劑活性的影響，擬達到如下目的：1初步了解和掌握催化劑產(chǎn)品開發(fā)的研究思路和實驗研究方法；2學會獨立進行實驗方案的設計，組織與實施；3了解和掌握催化劑的各種制備方法，催化劑活性評價方法及數(shù)據(jù)處理的方法；4.了解催化劑比表面積（BED,X射線粉末衍射（XRD、程序升溫還原（TPR等的測定方法，了解表征結(jié)果與催化劑性能之間的關系。二、實驗原理1 .催化劑制備固體催化劑的制備方法有離子交換法、浸漬法、溶膠凝膠法、沉淀法等，其中浸漬法是制備固體催化劑廣泛采用的一種方法。在制備過程中，一般

27、將載體放進含有活性物質(zhì)（或連同助催化劑）的液體中浸漬。浸漬法是通過具有多孔結(jié)構(gòu)的載體在含有活性組分的溶液中浸漬時，溶液在毛細管力的作用下，由表面吸入到載體細孔中，溶質(zhì)的活性組分向細孔內(nèi)壁滲透，擴散，進而被載體表面的活性點吸附，或沉積，離子交換，甚至發(fā)生反應，使活性組分負載在載體上，這些都伴隨傳質(zhì)過程。當催化劑被干燥時，隨著溶劑的蒸發(fā)，也會造成活性組分的遷移。這些傳質(zhì)過程不是單純，孤立地發(fā)生，大部分是同時進行而又互相影響，所以浸漬過程必須同時考慮吸入，沉積，吸附與擴散的影響。當浸漬平衡后，將剩余的液體除去，再進行干燥、焙燒、活化等。而焙燒過程中，活性金屬鹽在高溫下分解，形成具有催化活性的金屬氧化

28、物。2 .催化劑活性評價活性是催化劑最重要的性質(zhì)，評價催化劑活性的方法有很多，大體上可以分為兩大類，即流動法和靜態(tài)法。流動法的反應系統(tǒng)是開放的，供料連續(xù)或半連續(xù)；靜態(tài)法的反應系統(tǒng)是封閉的，供料不連續(xù)。流動法中，用于固定床催化劑測定的有一般流動法、流動循環(huán)法（無梯度法）、催化色譜法等。本實驗就是采用催化色譜法，催化反應在反應器中發(fā)生，然后用色譜儀檢測反應前后的氣體組成的變化，從而完成對催化劑的活性評價。本實驗的活性評價是采用WJ6微反/積反多功能催化反應評價裝置進行測試的。其活性評價標準是：顆粒物的起燃溫度(Ti)及最大燃燒速率時的溫度(TC)。顆粒物的起燃溫度越低，表明催化劑的催化活性越好。最

29、大燃燒速率時的溫度越低，表明催化劑催化燃燒顆粒物的速率越高，通過作圖可以得到催化劑的起燃溫度及最大燃燒速率時的溫度。3 .催化齊【JBETXRDTPRl?表征(1) 1)BET表征：1克固體所占有的總表面積為該物質(zhì)的比表面積S(specificsurfacearea,m2/g)0比表面積的測量，無論在科研還是工業(yè)生產(chǎn)中都具有十分重要的意義。一般比表面積大、活性大的多孔物，吸附能力強，具有其他特殊性質(zhì)。比表面積測定分析有專用的比表面積測試儀，國內(nèi)比較成熟的是動態(tài)氮吸附法，比表面積研究和相關數(shù)據(jù)報告中，只有采用BE*法檢測出來的結(jié)果才是真實可靠的。(2) XRDg征：多晶X射線衍射分析法常又稱為粉

30、末X射線衍射分析法，因為此法通常都要先把樣品制成很細的粉末才便于實驗使用。多晶X射線衍射分析法有著廣泛的應用，它有很多獨特的優(yōu)點，不易用其它方法簡單地代替，是一種重要的物理化學實驗方法，它特別適用于物相分析，是物相分析的最主要而有力的方法。它依據(jù)分析對象的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(晶面間距數(shù)據(jù))來進行固態(tài)物質(zhì)的相組成分析，因此結(jié)論常常比較準確。物相分析在物質(zhì)材料的組成分析，結(jié)構(gòu)與性能關系的研究，物質(zhì)材料制備、生產(chǎn)過程的控制或性能控制等等方面都十分重要。多晶X射線衍射分析法不僅能完成對樣品物相組成的定性鑒定，也能完成定量的分析，是一種完整的物相分析方法。它是固溶體(例如合金、類質(zhì)同象礦物)研究中不可缺少的實

31、驗手段。(3) TPR表征：TPR是一種在等速升溫條件下的還原過程，在升溫過程中如果試樣發(fā)生還原，氣相中的氫氣濃度將隨溫度的變化而變化，把這種變化過程記錄下來就得到氫氣濃度隨溫度變化的TPR圖。一種純的金屬氧化物具有特定的還原溫度，所以可以用還原溫度作為氧化物的定性指標。當兩種氧化物混合在一起并在TPR過程中彼此不發(fā)生化學作用，則每一種氧化物仍保持自身的特征還原溫度不變，這種特征還原溫度用Tm表示。反之，如果兩種氧化物還原前發(fā)生了固相反應，則每種氧化物的特征還原溫度將發(fā)生變化。各種金屬催化劑多半做成負載型金屬催化劑，制備時把金屬的鹽類做成溶液后浸到載體上，干燥后加熱使鹽類分解成相應的氧化物，在

32、這個過程中氧化物可能和載體發(fā)生化學作用，所以其TPR峰將不同于純氧化物。金屬催化劑也可能是雙組份或多組份金屬組成，各金屬氧化物之間可能發(fā)生作用，所以雙金屬或多金屬催化劑的TPR圖也不同于單個金屬氧化物的TPR圖。總之，可以通過TPR法研究金屬催化劑中金屬組份和載體之間或金屬組份之間的相互作用。TPRt靈敏度高，能檢測出只消耗10-8molH的還原反應。三、可提供的材料和實驗儀器設備1 .實驗儀器：常規(guī)的玻璃儀器，電子天平，干燥箱，馬弗爐，WJ6微反/積反多功能催化反應評價裝置及氣相色譜，比表面積測定儀、X射線粉末衍射儀、多功能吸附儀(TPR。2 .實驗藥品：氧化鋁，硝酸銅、硝酸鋁、硝酸結(jié)、結(jié)晶四氯化錫、氯化鉀、偏鈾酸俊、硝酸鈾、硝酸錮、硝酸鋼，模擬碳黑。四、實驗流程及裝置操作說明1 .催化劑制備的流程(1