Las propiedades del catalizador determinan directamente la eficiencia de la reacción química y la selectividad del producto, y el método de síntesis es el eslabón central para regular la estructura del catalizador y la distribución de los sitios activos. Como vías técnicas comunes en la industria y la investigación científica actuales, el método de inmersión, el método de precipitación, el método Sol - Gel y el método de síntesis hidrotermal se basan en sus principios de reacción para satisfacer las necesidades de preparación de diferentes tipos de catalizadores. A continuación, el sistema desmontará la lógica central y las características operativas de los cuatro métodos principales para proporcionar orientación precisa para la investigación y el desarrollo y producción de catalizadores.

El método de inmersión se basa en el principio central de "carga en la superficie del soporte" y es el esquema de preparación de catalizadores cargados. La esencia es utilizar la estructura poroso y la adsorción superficial de los soportes (como alúmina y tamiz molecular) para absorber uniformemente la solución del componente activo (sal metálica o óxido metálico) en la superficie y el canal del portador, y lograr la fijación del componente activo después del secado y tostado. La operación tiene las características de "simplicidad y eficiencia": solo es necesario sumergir el portador pretratado en la solución del componente activo, acelerar la adsorción a través de agitación o ultrasonido, filtrar y eliminar el exceso de solución después del equilibrio de adsorción, luego secar a 100 - 120 ℃ para eliminar el agua, y luego hornear a 300 - 800 ℃ para convertir El componente activo en forma de óxido. Este método es especialmente adecuado para la preparación de catalizadores metálicos cargados (como PT / al ₃o), con una alta tasa de utilización de componentes activos, y puede controlar con precisión la cantidad de carga ajustando la concentración de la solución, y el costo de la aplicación a gran escala industrial es bajo.

El método de precipitación se basa en la "coprecipitación de iones" para lograr la preparación de componentes activos. el núcleo es hacer que los iones metálicos activos en la solución formen sedimentos difíciles de disolver ajustando el pH o agregando precipitantes, y luego se conviertan en catalizadores después del tratamiento. Su principio se basa en la diferencia de producto de disolución, cuando el producto de la concentración de iones metálicos y la concentración del precipitante supera el producto de disolución, se produce la precipitación. La operación se divide en dos categorías: "precipitación paso a paso" y "coprecipitación": la primera logra la precipitación secuencial de diferentes componentes ajustando el pH por secciones, que es adecuada para la preparación de catalizadores de múltiples componentes; Este último, por su parte, mezcla una variedad de soluciones de iones metálicos con precipitantes (como amoníaco y carbonato de sodio) al mismo tiempo para garantizar una distribución uniforme de los componentes. Después de la precipitación, es necesario pasar por los pasos de lavado y eliminación de impurezas, filtración, tostado y reducción, y finalmente formar partículas catalíticas activas. Este método es adecuado para la preparación de catalizadores de óxido metálico de alta actividad (como el óxido de cobre - zinc - al), pero es propenso al problema de la distribución desigual de los componentes, por lo que es necesario controlar con precisión la temperatura de precipitación y la velocidad de agitación.

El método Sol - Gel toma la "polimerización coloide" como núcleo y puede regular con precisión la estructura cristalina y la dispersión del catalizador. El principio es utilizar alcohólicos metálicos o sales inorgánicas como precursores, hidrolizarlos en la solución para formar un sol (sistema de dispersión de partículas coloidales), luego agrupar las partículas coloidales a través de una reacción de condensación para formar un gel, y finalmente secar y asar para eliminar la composición orgánica para obtener un promotor de la estructura reticular poroso. La clave de la operación radica en el "control de la estabilidad del sol": es necesario ajustar estrictamente la temperatura de reacción (20 - 60 ° c), el pH y la proporción de disolvente para evitar geles prematuros o precipitaciones del sol. La ventaja destacada de este método es la Alta uniformidad de la mezcla de componentes, que permite la preparación de catalizadores a escala nanométrica (como el fotocatalizador tio2) y que puede conservar canales ricos y mejorar la superficie activa del catalizador controlando los métodos de secado en gel (como el secado supercrítico), pero el costo de los precursores es alto y las aplicaciones industriales Necesitan equilibrar la economía.

El método de síntesis hidrotermal utiliza el "entorno hídrico de alta temperatura y alta presión" para regular la estructura cristalina del catalizador. el núcleo es acelerar la disolución y la recristalización de la solución precursora en condiciones hidrotermales de 100 - 250 ° C y 1 - 10 Mpa en un reactor cerrado para formar un catalizador con una forma cristalina y morfología específicas. Su principio se basa en la disminución de la constante dieléctrica y el aumento de la actividad iónica en el agua a alta temperatura, lo que promueve la tasa de reacción química y el crecimiento de cristales. En la operación, el precursor y el disolvente deben mezclarse primero en un reactor forrado con ptfe, sellarse y colocarse en un horno para calentarse y mantenerse calientes durante varias horas a decenas de horas, y después de enfriarse, separarse por centrifugación para obtener el producto. Este método es particularmente adecuado para la preparación de catalizadores con morfología especial (como nanovarillas y catalizadores de estructura floral), con alta pureza cristalina y sin tostado a alta temperatura, puede retener más sitios activos, pero el volumen del reactor limita la escala de producción en masa y es más adecuado para la investigación científica y la preparación en pequeños lotes.

La selección de los cuatro métodos sintéticos debe seguir de cerca las necesidades del catalizador: perseguir el método de impregnación de selección de costos y escala, preparar el método de precipitación de selección de óxido de múltiples componentes, regular con precisión el método de selección de Sol - Gel de nanoestructura y personalizar el método de combinación de calor de selección de agua de forma cristalina especial y morfología. En la aplicación práctica, a menudo se optimizan las propiedades a través de una combinación de métodos, como el método Sol - Gel combinado con el método de inmersión para preparar catalizadores de carga altamente dispersos.