Удобным методом приготовления пропиточных катализаторов является пропитка носителя рассчитанным количеством раствора без его избытка. Такой метод особенно приемлем для катализаторов, работающих во внутридиффузионной области.

     Для производства небольших количеств катализатора применяют пропитку с упариванием раствора. Этот метод безотходен. По мере упаривания растет концентрация солей в растворе, соли отлагаются в тонком поверхностном слое носителя, что снижает общую активность катализатора, а в некоторых случаях и механическую прочность. Поэтому добиться воспроизводимости с этим методом трудно.

     Можно осуществлять пропитку носителя расплавом  оксида. Носитель погружают в расплав  солей, содержащих активные компоненты в заданном соотношении, перемешивают, извлекают из аппарата и подвергают термической обработке. Таким методом получали катализатор окисления нафталина во фталевый ангидрид, представляющий собой расплав V₂O₅, нанесенный на корунд (α-Al₂O₃).

     Если на носитель наносят оксиды, пропитку ведут из раствора нестойких солей: нитратов, формиатов, оксалатов, аммониевых солей, образующих оксиды при разложении. Иногда применяют разлагающиеся кислоты, например хромовую для приготовления хромсодержащих катализаторов. В ряде случаев, например при получении катализаторов из нерастворимых солей (фосфатов, карбонатов, силикатов и др.) на инертных носителях, комбинируют пропитку и осаждение. Для этого пропитывают носитель растворимой солью осаждаемого металла, сушат его, а затем пропитанный и просушенный носитель, содержащий осаждаемую соль, вводят в раствор осадителя, например фосфата натрия. Гранулы катализатора отфильтровывают, отмывают от растворимых солей и сушат.

     Применяют также нанесение одного осадка на другой. Например, гидроксид никеля осаждают аммиаком из раствора нитрата никеля в присутствии суспензии гидратированного оксида алюминия. Осадок фильтруют, тщательно промывают, сушат и прокаливают при 500°С на воздухе.

     Для получения металлических катализаторов  на носителях необходимо восстановление оксидов или солей газами (водородом, углеводородами, парами спирта) или восстанавливающим раствором. В первом случае через катализатор, предварительно прокаленный для перехода солей в оксиды, пропускают восстанавливающий газ при повышенной температуре. Процесс часто проводят непосредственно в каталитическом реакторе. Примером второго случая - восстановления металлических катализаторов на носителе из раствора - являются Pt-катализаторы на Al₂O₃ и SiO₂. Для восстановления соединений платины используют раствор формальдегида в аммиаке. При приготовлении Pt/SiO₂ и аналогичных катализаторов следует иметь в виду, что непосредственная пропитка геля носителя раствором может привести к растрескиванию геля. Для устранения этого перед пропиткой гель насыщают водой пропусканием через него увлажненного воздуха. Для того чтобы соль платины не вымывалась в момент восстановления раствором СН₂O, пропитанный раствором соли носитель высушивают, а затем помещают в заранее доведенный до нужной температуры раствор восстановителя.

     На  носители наносят не только соединения металлов. На Al₂O₃ и алюмосиликат наносят из пара HF или BF₃. Полученные твердые кислоты применяют как катализаторы в реакциях кислотного катализа. Другой пример - нанесение фосфорной кислоты. В этом случае пропитывающее соединение H₃PO₄, взаимодействуя с носителем (силикагель), образует новое соединение - силикофосфат SiO₂^.P₂O₅, который и является активным компонентом. В отличие от рассмотренных ранее примеров, здесь в большинстве случаев количество пропитывающего соединения превосходит количество носителя или сравнимо с ним. Активный компонент остается в жидкой пленке. Каталитическая активность такого катализатора зависит от количества нанесенной кислоты на 1 г носителя и ее концентрации в жидкой фазе, зависящей от равновесного давления водяного пара над катализатором.

     Разновидностью  нанесенных катализаторов являются сорбционные катализаторы, на которые активную фазу наносят из металлоорганического соединения. Например, были получены катализаторы гидроочистки нанесением на носитель металлоорганических соединений элементов IV—VII групп (Mo, W, Re, Sn). При восстановлении комплексов M(π-C₄H₇)₂, где M - наносимый металл, на поверхности носителя образуются высокодисперсные частички металла.

     К недостаткам метода нанесения металлоорганических соединений следует отнести малый ассортимент соединений, обладающих удовлетворительной растворимостью даже в органических растворителях, сложность их синтеза, взрыво- и пожароопасность процесса, необходимость специальной предварительной подготовки носителя.

5.6 Механическое смешение компонентов

     В этом случае на одной из начальных стадий производства катализаторов компоненты смешивают друг с другом. Различают сухой и мокрый способы смешения.

     При мокром способе смешивают суспензию одних компонентов с раствором других. Далее осадок отжимают от раствора, сушат и формуют. Содержание растворенного компонента в катализаторе определяется концентрацией его в растворе, сорбционной способностью суспензии и остаточной влажностью осадка. Такой метод позволяет получить достаточно однородную массу. По способу мокрого смешения получают хорошо известные катализаторы: высокотемпературный Zn—Cr-катализатор синтеза метанола, Fe—Сг- и Zn—Cr—Cu-катализатор конверсии СО с водяным паром, поглотитель сернистых соединений на основе ZnO и др.

     Смешение  сухих компонентов производят с одновременным увлажнением образовавшейся смеси, что необходимо при последующей формовке прочных гранул. Для повышения однородности катализаторной массы перед смешением компоненты измельчают в барабанных, шаровых и вибрационных мельницах. Смешение измельченных сыпучих материалов проводят в смесителях различной конструкции: барабанных, шнековых, ленточных, лопастных и др. Однородность смешения достигается интенсивностью и временем перемешивания шихты. 

Заключение

     В настоящее время катализ является очень важным разделом химии – как чисто теоретическим, так и прикладным. Чисто теоретическим – потому что катализ – в частности, катализ на естественных и искусственных цеолитах – представляют собой обширную область для будущих исследований. Прикладным – потому что каталитические реакции используются во многих областях промышленности – например, в нефтеперерабатывающей, что особенно актуально для на нашей страны. Дальнейшее совершенствование каталитических реакций поможет повысить как качество, так и количество конечного продукта.

     С другой стороны, дальнейшее изучение процесса катализа и поиск новых методов  синтеза катализаторов (например, использование  более дешевых материалов для  их производства) позволит упростить  и удешевить их производство, так  как в данный момент стоимость катализаторов может достигать нескольких процентов от стоимости конечного продукта.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Крылов  О. В. Гетерогенный катализ. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 679 с.
2. Боресков Г. К. Гетерогенный катализ. – М.: Наука, 1986. – 304 с.
3. Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. – М.: Мир, 1984. – 520 с.
4. Кубасов А. А. Цеолиты в катализе: сегодня и завтра. – Соросовский образовательный журнал, т. 6, № 6, 2000.
5. Кубасов А. А. Цеолиты – кипящие камни. - Соросовский образовательный журнал, № 7, 1998.
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/
7. Мухленов, И.П.  Технология катализаторов / И.П. Мухленов - 3-е изд. – Л., 1989.- 268 с.