12. Какие виды гетерогенных катализаторов используются в промышленности?

1) Сплавные

Ni-Al – сплав готовится в соотношений 1:1. В муфельном пече в фарфорном стакане плавят алюминий (алюминиевая проволока, которая содержать 99,99% Al). Температура плавления алюминия 800°С, а никеля 2500°С. Но в лабораторной условий такая температура невозможо? Поэтому порошковый никель сыпется сверху и она плавится. Далее температуру доводят до 1200°С и оставляют на 4 часа. Расплавленный сплав сливает «пальчикообразные» формочки.

2) Скелетные

Далее этот сплав проходит через дробление и пропускание через сито. После этого добавляется 20% NaOH:

Ni-Al + NaOH → NaAlO₂ + H₂ + Ni-скелетный

Ni-скелетный надо держать под жидкостью, так как водород абсорбируется на поверхности Ni и происходит возгорания катализатора. Поэтому он называется «пирофорным».

Ni-скелетный используется в процессе гидрирование при 120 для получения маргарина. Однако, вместе продуктом выходит 60% никеля, которая является канцерогеном. Поэтому внесли Pt-Pd катализаторы, которые уменьшили содержание никеля до 4,6%.

3) Нанесенные катализаторы

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

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

3.1. метод пропитки по влагоемкости

Вычистить сорбент и положить в фарфор, далее отправить в муфельную печь на 4 часа. Это прокаливание. Далее в цилиндр добавляем этот порошок (1 куб) и при помощи пипетки добавляем жидкость до пастообразного состояния. Это является определением влагоемкости.

3.2. 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

3.3. Соосаждения

Катализатор, в котором 50% Ni на носителе Al₂O₃, Ni/ Al₂O₃. _→ хорошо растворимые соли

Поэтому готовим раствор, смешиваем эти соли и добавляем щелочь NaOH:

→ , это значит, образуется осадок.

Далее

Отмыть → отфильтровать→прокаливать →

Тогда выходит Ni-металл + H_2, а оксид алюминия остается, точнее осаждается.

3.4 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)

4) Черни

Pt-черни – это металлическая платина и являются мелкодисперсными.

Берем соль H₂PtCl₆ (оранжевая соль, хорошо растворимо воде) добавляем NaNO₃, соотношение 1:10. Далее досуха выпаривается. Полученную смесь плавим в фарфоровом стакане при 400°С. NaNO₃ при такой температуре плавится как вода, далее сыпем расплав как порошок. Тогда выделяется NO₂ (газ) и Pt (осадок). Осадок PtO₂ моем до отсутствия ионов NO₃^- . Это называется Pt-чернь. PtO₂ + H₂ – при помощи водорода обратно восстанавливаются. Также можно взять соли: RhCl, RuOHCl₃, PdCl_2.