18. Как готовятся нанесенные катализаторы адсорбционным методом?

Катализатор риформинга Pt/ -Al₂O₃ – промышленный катализатор, содержание платины составляет 0,1-1%.

-Al₂O₃ – это сорбент и удельная поверхность 50-200 м.

Адсорбционный метод

Нужное количество соли + вода → оранжевый раствор

Оранжевый раствор + мешалка + водяная баня = до обесцвечивания раствора

После этого надо мыть катализатора до отсутствия ионов. Преимущество этого метода:

1) можно удалить анионы

2) хорошо впитывается

Для случая сорбционной пропитки количество вещества, нанесенное за время т, равно

,

где - текущая концентрация вещества в растворе в момент времени т; а - количество вещества, адсорбировавшегося на поверхности носителя за время пропитки .

Уравнения материального баланса для диффузионного и капиллярного режимов сорбционной пропитки соответственно можно записать

Или в общем виде

Где f - коэффициент, зависящий от режима пропитки, f = 1 - для капиллярного режима, f = 0 - для диффузионного режима.

Если процесс сорбции описывается уравнением Ленгмюра, то при установлении адсорбционного равновесия можно записать следующие балансовые уравнения:

где с_р - равновесная концентрация; К - константа равновесия адсорбции; - предельная сорбционная емкость носителя.

Из приведенной системы двух уравнений, экспериментально определив равновесные параметры сорбции наносимого вещества на конкретном носителе, можно рассчитать начальную концентрацию пропиточного раствора С₀ для получения заданного содержания активного компонента g.

Характер изотерм: крутизна наклона, величина предельной сорбционной емкости, - существенно различаются для носителей, различающихся химической природой и величиной удельной поверхности, при адсорбции одного и того же вещества, например, хлорплатината-иона на углеродных носителях (или на носителях оксидной природы на основе оксида алюминия. Аналогично, существенно изменяются изотермы и при адсорбции различных веществ (хлорплатината-иона и катионов Си2+) на поверхности однотипных носителей

19. Как готовятся нанесенные катализаторы коллоидальным методом?

Коллоидные катализаторы применяются в некоторых специальных случаях и готовятся по разработанным рецептам. Коллоидные платину, осмий, палладий и другие благородные металлы VIII группы приготовляют чаще всего из хлорных или комплексных солей с помощью таких восстановителей, как формальдегид или гидразин, в присутствии защитных коллоидов. Есть и другие методы приготовления, описанные в специальных руководствах.

Коллоидальный метод – образование мицеллы

H₂PtCl₆ + КМЦ (ПАВ) + NaBH₄ → Pt_металл – коллоидальный раствор + Pt (восстановленный). Далее проводим пропитку на носителе -Al₂O_3.

Но они не активны, так как садятся другие катионы-анионы.

Коллоидальный раствор состоит конгломератов платины (4-5) и ядро (восстановленный ядро)

Коллоидные катализаторы по активности во много раз превышают гетерогенные катализаторы и активны уже при комнатной температуре. Связано это как с трудностью получения устойчивых коллоидных растворов, так и с лабильностью коллоидных частиц, меняющих свои размеры со временем и чувствительных к следам примесей. В 1940 г. Рампино и Норд разработали новый тип коллоидного катализатора, лишенного многих недостатков, которые были свойственны более старым типам; кроме того, они предложили новый метод исследования механизма каталитического гидрирования. Главная особенность этого типа катализатора состоит в том, что вместо применявшихся ранее соединений, получаемых из природных продуктов ( например, лизальбината натрия), в качестве коллоидного носителя используются синтетические полимеры. Были получены коллоидные катализаторы с воспроизводимой активностью, которые могут применяться в органических растворителях.

Применение гидрирования при высоком давлении и разработка способов получения скелетных катализаторов и катализаторов на носителях привели к тому, что в настоящее время коллоидные катализаторы используются мало.

Указанный взгляд весьма стройно и достаточно правдоподобно объясняет роль катализаторов, содержащих активный кислород. Однако в приложении к квазигетерогенным коллоидным катализаторам этот взгляд не может считаться полностью доказанным в связи с отсутствием достаточного экспериментального материала. Можно, конечно, допустить, что при окислении углеводородов в присутствии металлических катализаторов последние окисляются ранее углеводородов, переходят в окислы и далее взаимодействуют с углеводородами по схеме Варламова. Косвенно, основываясь и а сравнительных данных, полученных при окислении одной и той же фракции керосина в присутствии коллоидного металла как катализатора и нафтената того же металла. В этом случае, генерирующийся на поверхности катализатора атомарный кислород может явиться инициатором цепной реакции окисления углеводородов. Высказанный взгляд, являясь гипотетическим, может в ходе дальнейших исследований оказаться справедливым, поскольку он до известной степени объясняет имеющуюся связь между типом катализаторного металла и конечным результатом реакции окисления.

К 12 5 мл 2 % - ного водного раствора поливинилового спирта прибавляют 11 мл воды. Добавляют 1 мл раствора PdCl2 ( 1 % Pd), а затем по каплям 0 5 мл 4 % - ного раствора Na2CO3; этого количества карбоната достаточно, чтобы перевести палладий в гидроокись и нейтрализовать присутствующую в рас-тьоре хлористоводородную кислоту. После этого можно добавить абсолютный этиловый спирт до получения 50 % - ной смеси вода-спирт или просто разбавить водой, если используется катализатор в водной среде. Восстанавливают коллоидный катализатор встряхиванием с водородом.