李 賀，曾賢君，張利杰，馮 晴，孫彥民

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300131）

化工產(chǎn)業(yè)保障了人們的衣食住行，為人們提供了各種生活必需品，滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)和精神需求，催化劑是化學(xué)反應(yīng)的核心，是化工產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)力，是決定化工產(chǎn)業(yè)能否順利運(yùn)行的重要因素，因此，化工催化劑的重要性不言而喻?；ご呋瘎┒酁楣滔?，具有一定的外形、尺寸、孔結(jié)構(gòu)形態(tài)和機(jī)械強(qiáng)度等，這些指標(biāo)與催化劑的成型工藝密切相關(guān)，而且這些指標(biāo)的優(yōu)劣將直接影響催化劑的活性、選擇性、反應(yīng)過程的傳質(zhì)傳熱、反應(yīng)器壓降及催化劑壽命等。對于工業(yè)催化劑，需根據(jù)其功能及特點(diǎn)，采用適宜的成型工藝制成合適的形態(tài)結(jié)構(gòu)，以充分發(fā)揮其催化效能。然而，一些催化劑物料難以單獨(dú)成型，或單獨(dú)成型后不能滿足工業(yè)催化劑的指標(biāo)要求。因此，通常情況下，在催化劑成型過程中，需根據(jù)成型主料的性質(zhì)添加數(shù)量微小的輔助性物質(zhì)，以改善成型主料的附著性、潤滑性等物理性能，使主料顆粒呈現(xiàn)適宜的分布狀態(tài)，達(dá)到預(yù)期的成型效果，賦予催化劑較高的應(yīng)用價(jià)值［1］。文章對幾種常見的催化劑成型助劑進(jìn)行概述，介紹了成型助劑在不同成型方法中的應(yīng)用及成型助劑對催化劑綜合性能的影響，闡述了成型助劑在工業(yè)催化劑制備過程中的重要性。

1 成型助劑分類

成型助劑按其功能一般分為粘結(jié)劑、潤滑劑、擴(kuò)孔劑、強(qiáng)度改進(jìn)劑等，同一種助劑在不同成型體系中可能起到不同的作用，而一些助劑則可同時(shí)具有兩種或兩種以上的作用，因此，在成型過程中，要針對催化劑體系特點(diǎn)選擇最優(yōu)助劑，使催化劑效能得到最大發(fā)揮。

1.1 粘結(jié)劑

粘結(jié)劑是催化劑成型過程中應(yīng)用最多的一種助劑，按其作用方式一般分為以下幾種類型:

1）基體粘結(jié)劑:加入量通常占主料的2%～10%，填充于成型物空隙中，提高物料可塑性，增加粒子間結(jié)合強(qiáng)度，兼具稀釋及潤滑作用。當(dāng)基體粘結(jié)劑起催化劑結(jié)構(gòu)支撐體的作用時(shí)，用量較多。

2）薄膜粘結(jié)劑:多為液體，呈薄膜狀覆蓋在粉粒表面，一般用量為0.5%～2%。

3）化學(xué)粘結(jié)劑:通過粘結(jié)劑組分間或粘結(jié)劑與主料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)起粘結(jié)作用。

常用粘結(jié)劑如表1所示。粘結(jié)劑的作用機(jī)理可用吸附理論解釋［2］，該理論認(rèn)為粘結(jié)力主要產(chǎn)生于粘結(jié)體系的分子作用，分為兩個(gè)階段，第一階段是粘結(jié)劑分子借助于熱運(yùn)動(dòng)向成型主料粒子表面擴(kuò)散，使兩者所含的極性基團(tuán)或分子鏈相互接近；第二階段是吸附力的產(chǎn)生，當(dāng)粘結(jié)劑分子和主料粒子間的間距達(dá)到一定值時(shí)，便會產(chǎn)生吸附作用。粘結(jié)力的大小與粘結(jié)劑和成型主料的性質(zhì)息息相關(guān)，一般情況下，粘結(jié)體系分子在接觸區(qū)的密集程度越高，粘結(jié)力也越大。

表1 常用粘結(jié)劑匯總

1.2 膠溶劑

酸能與Al（OH）3干膠因膠溶作用生成假溶膠，將干膠粘結(jié)起來，便于成型，可有效提高成型物的強(qiáng)度，因此，在Al2O3體系成型過程中加入的酸性物質(zhì)常稱作膠溶劑。常用膠溶劑主要有硝酸、草酸、丁二酸等，無機(jī)酸的膠溶能力較強(qiáng)，有機(jī)酸還可起潤滑劑的作用。在使用時(shí)，膠溶劑用量要適中，用量過多會使膠溶反應(yīng)滲透至深層結(jié)構(gòu)，破壞粒子孔結(jié)構(gòu)形態(tài)，導(dǎo)致產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度和反應(yīng)性能下降。

1.3 潤滑劑

潤滑劑可起到減小成型摩擦、降低成型難度的作用，在擠出成型時(shí)又稱為助擠劑，在模壓成型時(shí)又稱作脫模劑，常用潤滑劑包括多元醇、田菁粉、石墨等，用量一般不超過2%。潤滑劑可分為內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑，內(nèi)潤滑劑起降低物料顆粒間摩擦的作用，部分粘結(jié)劑可同時(shí)具有此功能；外潤滑劑主要用于提高物料與成型設(shè)備間的潤滑性，使設(shè)備擠壓力均勻傳送到成型體上，實(shí)現(xiàn)物料順利成型。

1.4 擴(kuò)孔劑

擴(kuò)孔劑分為物理擴(kuò)孔劑和化學(xué)擴(kuò)孔劑，焙燒分解釋放原有空間形成孔道結(jié)構(gòu)的為物理擴(kuò)孔劑，通過與活性物料顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變其分散狀態(tài)進(jìn)行擴(kuò)孔的為化學(xué)擴(kuò)孔劑，炭粉、纖維素、大分子有機(jī)聚合物等為常用擴(kuò)孔劑。在成型過程中，通過添加適量擴(kuò)孔劑可優(yōu)化催化劑的比表面積和孔徑分布，提高催化劑的性能，一些粘結(jié)劑和潤滑劑也兼具擴(kuò)孔劑的作用。

1.5 強(qiáng)度改進(jìn)劑

強(qiáng)度改進(jìn)劑多為玻璃纖維、SiO2纖維、Al2O3纖維等能夠在催化劑結(jié)構(gòu)中形成網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其作用類似于混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，可以顯著提高成型體的機(jī)械強(qiáng)度，多用于滾動(dòng)成型和涂層催化劑的制備。

2 成型助劑在不同成型方法中的應(yīng)用

2.1 擠出成型

擠出成型工藝示意圖見圖1，該工藝過程一般是將混入成型助劑的催化劑物料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓作用下經(jīng)過一定形狀孔板擠出，孔板擠出物在切片作用下被切割成具有一定長度的條柱形產(chǎn)品。粘結(jié)劑和助擠劑是擠出成型法中應(yīng)用較多的助劑，適宜粘結(jié)劑的加入可使粉體粒子產(chǎn)生結(jié)晶、粘合及表面張力等現(xiàn)象，增加成型原料的塑性，適量助擠劑的加入可降低粉體粒子間及粉體與設(shè)備間的摩擦，有利于獲得質(zhì)地均勻的產(chǎn)品。

圖1 擠出成型工藝示意圖

分子篩是化工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的催化材料之一，種類繁多，分子篩基催化劑多采用擠出成型法制備，是擠出成型催化劑的代表，成型助劑以硅、鋁基化合物居多。J.Lefevere等［3］考察了膨潤土、硅溶膠、磷酸鋁溶液為粘結(jié)劑對ZSM-5分子篩催化劑性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)膨潤土對成型物料可塑性的提升最為顯著，這可能與其具有較好的吸水性有關(guān)；另外，添加硅溶膠的催化劑微介孔最多，加磷酸鋁的催化劑大孔多、比表面積最小，可能與粘結(jié)劑顆粒大小有關(guān)，但磷酸鋁對催化劑強(qiáng)度的提升效果最好。

A.N.Pour等［4］分別以鋁溶膠和硅溶膠為粘結(jié)劑制備了Fe/HZSM-5費(fèi)托合成催化劑，結(jié)果顯示，兩者均可顯著提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，與硅溶膠相比，鋁溶膠提高了費(fèi)托合成和水汽變換反應(yīng)活性，但副反應(yīng)程度也有所增加。文獻(xiàn)［5］則研究了各成型助劑對Fe/HZSM-5作為N2O氧化苯制苯酚催化劑的影響，研究發(fā)現(xiàn)，隨粘結(jié)劑擬薄水鋁石（SB粉）加入量的增大，催化劑強(qiáng)度提高，當(dāng)加入量達(dá)到一定值后，強(qiáng)度提高緩慢；膠溶劑硝酸超過一定量后，催化劑強(qiáng)度和活性均下降；另外，擴(kuò)孔劑相對分子質(zhì)量越大，催化劑強(qiáng)度越低，苯酚收率越高。

有機(jī)硅粘結(jié)劑兼具無機(jī)和有機(jī)粘結(jié)劑的特點(diǎn)，作為催化劑成型助劑具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。M.Bosch等［6］提供了一種以甲基硅酮為粘結(jié)劑制備用于乙二胺制三乙撐二胺的HZSM-5分子篩催化劑的方法，與硅溶膠相比，甲基硅酮不僅能夠顯著提升催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，而且可大幅提高三乙撐二胺的收率。田菁粉是擠出成型常用的一種天然助擠劑，文獻(xiàn)［7］研究顯示，在以田菁粉為助擠劑制備用于間二甲苯異構(gòu)化的HZSM-5分子篩催化劑時(shí)，隨田菁粉加入量的增大，催化劑強(qiáng)度、活性及選擇性均呈現(xiàn)先增后減的趨勢，因此，在催化劑成型時(shí)，助擠劑加入量需適中。

此外，在諸如分子篩等擠出成型催化劑制備過程中，硅、鋁基助劑在催化劑成型后可能發(fā)生較大變化，甚至對催化劑性能產(chǎn)生重要影響。胡陽［8］在制備用于丙烯環(huán)氧化反應(yīng)的鈦硅分子篩催化劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)以堿性較強(qiáng)的水玻璃為粘結(jié)劑時(shí)，催化劑活性非常低，這是由分子篩的酸性位被大量中和導(dǎo)致的。

2.2 模壓成型

模壓成型工藝示意圖如圖2所示，與擠出成型原理相似，模壓成形是將催化劑粉料與成型助劑均勻混合后通過料斗加入模具中，在上、下沖頭的壓力下成型為不同形狀催化劑的過程，粘結(jié)劑與脫模劑在模壓成型中應(yīng)用較廣，與擠出成型中應(yīng)用的粘結(jié)劑和助擠劑作用相似。

圖2 模壓成型工藝示意圖

采用不同形式的模具進(jìn)行模壓成型可以實(shí)現(xiàn)各種外形催化劑的制備，用于煙氣脫硝的整體式蜂窩狀選擇性還原（SCR）催化劑是模壓成型法的典型應(yīng)用，人們在該類催化劑的成型及成型助劑方面做了較為全面的研究。于國峰［9］對Mn-Ce/TiO2蜂窩狀整體式SCR催化劑成型工藝進(jìn)行研究，經(jīng)過優(yōu)化考察，以3%（占成型物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）甲基纖維素為粘結(jié)劑、12%甘油（或色拉油）為脫模劑、15%長度為0.3 mm左右的玻璃纖維為強(qiáng)度改進(jìn)劑進(jìn)行模壓成型，可以獲得強(qiáng)度高、活性好的脫硝催化劑。

包含多個(gè)表面的異形催化劑具有表面積大、熱通量高、床層壓降低等優(yōu)點(diǎn)，在強(qiáng)放熱性反應(yīng)體系中應(yīng)用廣泛。王濤等［10］采用模壓成型法制得中空柱狀和齒輪狀的Fe-K-Ce-Mo乙苯脫氫催化劑，并對比了以炭黑和羧甲基纖維素為助劑對催化劑性能的影響，結(jié)果見表2。由表2可知，加羧甲基纖維素的催化劑強(qiáng)度略低，但孔徑比加炭黑的大75%，可提供更多活性位，故催化劑活性及苯乙烯收率也更高。

表2 助劑炭黑及羧甲基纖維素對催化劑性能的影響［10］

模壓成型法在分子篩基催化劑制備中的應(yīng)用也較為廣泛。 K.Honda等［11］以 SiO2和 Al2O3為粘結(jié)劑，采用3種方式制備了活性物料，分別為:1）將Mo浸漬到HZSM-5與粘結(jié)劑的混合物上，再碳化處理；2）將Mo浸漬到HZSM-5上，再與粘結(jié)劑濕混，然后碳化處理；3）將Mo浸漬到HZSM-5上后即碳化處理，再與粘結(jié)劑混合?；钚晕锪辖?jīng)壓片制得催化劑，分別記為cat-1、cat-2、cat-3。甲烷芳構(gòu)化性能測試表明，cat-1和cat-2活性隨粘結(jié)劑含量的增加而降低，可能是由于粘結(jié)劑與HZSM-5對Mo存在競爭吸附；cat-3活性較好是由于Mo經(jīng)過碳化形成穩(wěn)定的Mo2C結(jié)構(gòu)，不受粘結(jié)劑的影響?？梢?，粘結(jié)劑的加入方式及針對不同粘結(jié)劑進(jìn)行的活性物料預(yù)處理方式可能成為影響催化劑性能的主要因素之一。

2.3 滾動(dòng)成型

滾動(dòng)成型是原料粉體粒子通過成型助劑粘合到一起，并在圓盤式容器轉(zhuǎn)動(dòng)力的作用下逐漸長大形成球形顆粒的過程，工藝示意圖如圖3所示，固體助劑填充粉體粒子空隙，起基質(zhì)作用，液體助劑以液膜形式覆蓋在粉體粒子表面，兼具粘結(jié)和潤滑作用。

圖3 滾動(dòng)成型工藝示意圖

與模壓和擠出成型不同，滾動(dòng)成型設(shè)備對物料的擠壓力相對較小，且無模具的塑形作用，因此，為了獲得球形度好、機(jī)械強(qiáng)度高、活性高的催化劑，成型助劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)及加入方式至關(guān)重要，主要在于:1）液體助劑需具有較好的流動(dòng)性，否則不利于霧化成細(xì)小液滴，影響其在物料中分布的均勻性；2）需充分考慮成型過程中助劑的狀態(tài)變化，通過控制其加入量以獲得良好的物料運(yùn)動(dòng)和粘合效果，使催化劑具有規(guī)整的外觀和均勻的尺寸；3）對于能夠在催化劑后處理時(shí)發(fā)生分解且可能在成型過程中發(fā)生遷移導(dǎo)致分布不均的助劑，需考慮到焙燒時(shí)助劑分解后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力不均對催化劑機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生的影響，或孔結(jié)構(gòu)不均對催化劑化學(xué)性能造成的影響。

整體式球形氧化鋁和分子篩材料是常見的滾動(dòng)成型產(chǎn)品，趙云鵬等［12］研究發(fā)現(xiàn)，以羧甲基纖維素鈉（CMC）水溶液為液體粘結(jié)劑可顯著提高分子篩球形催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，但當(dāng)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.4%時(shí)，催化劑強(qiáng)度增加不明顯；此外，在CMC溶液中加入適量甘油可進(jìn)一步提高催化劑強(qiáng)度，而加入乙醇、水玻璃等則無此效果。

由外層活性組分和內(nèi)部載體構(gòu)成的球形涂層催化劑也多采用滾動(dòng)成型法制備，在催化氧化等反應(yīng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。日本化藥株式會社［13］提供了一種丙烯醛氧化制丙烯酸球形涂層催化劑的成型方法，以5%（占活性組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）硅鋁纖維（平均長度為100 μm、平均直徑為 2 μm）為強(qiáng)度改進(jìn)劑、3%甲基纖維素為固體粘結(jié)劑、20%甘油水溶液為液體粘結(jié)劑，將含有Mo-V-W-Cu-Sb的活性粉體粘合在惰性鋁基球形載體上，制得的催化劑具有機(jī)械強(qiáng)度大、反應(yīng)活性高等優(yōu)點(diǎn)。林賢燮等［14］在制備丙烯醛球形涂層催化劑時(shí)加入Al2O3-SiO2纖維為強(qiáng)度改進(jìn)劑，研究發(fā)現(xiàn)，纖維的數(shù)均長度與催化劑涂層厚度之比在0.1～0.2時(shí)，催化劑的機(jī)械性能和反應(yīng)性能最佳。

2.4 噴涂成型

噴涂成型一般在圓滾筒式包衣機(jī)中進(jìn)行，圖4為工藝示意圖，其過程是將活性料液霧化成細(xì)小液滴噴灑至滾動(dòng)的載體表面，在熱風(fēng)吹掃下，液滴中溶劑揮發(fā)，留下活性物料涂層，該法多用于異形涂層催化劑的制備。

圖4 噴涂成型工藝示意圖

由于噴涂成型法在成型過程中無外力對催化劑進(jìn)行壓制塑形，因此成型助劑對保證催化劑具有良好的外觀和機(jī)械強(qiáng)度至關(guān)重要。成型助劑以粘結(jié)劑和強(qiáng)度改進(jìn)劑為主，一般具備以下特點(diǎn):1）在成型前混入活性漿料中，不與活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用，以免影響催化劑性能；2）能夠均勻分散于活性漿料中，且不能使?jié){料黏度過高，以免漿料在噴涂過程中霧化效果不佳，影響涂層均勻性及催化劑強(qiáng)度；3）耐受溫度高于噴涂溫度，以免在成型過程中因性能變化而失效。

受成型工藝的限制，噴涂成型催化劑的涂覆量一般較低，分子傳質(zhì)及擴(kuò)散效率高，適合于快速表面反應(yīng)。李明等［15］將正硅酸乙酯、乙醇和硝酸按一定比例溶于水配成粘結(jié)劑，再混入活性漿料中，采用噴涂成型法制備用于甲醇制烯烴的SAPO-34分子篩催化劑，該催化劑不僅具有較好的機(jī)械性能，而且活性利用率高于常規(guī)催化劑。與之相似，文獻(xiàn)［16］以硅溶膠為粘結(jié)劑，采用噴涂法制得甲烷芳構(gòu)化Mo/ZSM-5催化劑，該催化劑亦表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度和高效的反應(yīng)性能。

目前來看，噴涂成型催化劑在丙烯氣相氧化、芳烴選擇性氧化等強(qiáng)放熱性反應(yīng)體系中應(yīng)用最多，相關(guān)研究也多集中于此。易光銓等［17］以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為粘結(jié)劑、陶瓷纖維為強(qiáng)度改進(jìn)劑制備了用于（甲基）丙烯醛氧化制（甲基）丙烯酸的球形噴涂催化劑，成型助劑的加入大幅提高了催化劑機(jī)械強(qiáng)度，改善了催化劑孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)，提高了催化劑活性和選擇性，延長了催化劑使用壽命。石家莊昊普化工有限公司［18］在制備環(huán)形噴涂式均酐催化劑時(shí)加入碳化硅或氮化硅須晶，催化劑機(jī)械性能得到大幅改善。其他新型助劑，如乙烯-醋酸乙烯酯等有機(jī)乳膠、甲基咪唑有機(jī)酸鹽等離子液體在噴涂成型中的應(yīng)用均有研究?？梢?，雖然噴涂工藝在催化劑成型中應(yīng)用相對較少，但噴涂工藝的特殊性也許更適合一些新型助劑的使用，為具有更高效能催化劑的制備提供途徑。

2.5 浸涂成型

浸涂成型是將載體浸入活性組分漿液后再取出干燥并多次重復(fù)浸入和干燥的間歇式操作過程，工藝示意圖見圖5，所用成型助劑的種類及作用方式與噴涂成型類似。

圖5 浸涂成型工藝示意圖

涂層式煙氣脫硝SCR催化劑是浸涂成型法的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，相關(guān)成型助劑的研究主要針對粘結(jié)劑和擴(kuò)孔劑等。R.D.Zhang等［19］采用浸涂法制得V-W/TiO2脫硝催化劑，并分別考察了硅溶膠、鋁溶膠、甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、環(huán)氧乙烷等助劑對涂層強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)甲基纖維素和環(huán)氧乙烷對涂層強(qiáng)度基本無影響，聚乙烯醇和聚乙二醇對改善漿液流變性具有較好效果，其中，在漿液中加入占二氧化鈦2%的磷酸、0.25%的聚乙烯醇和0.25%的聚乙二醇可制得強(qiáng)度最高、活性良好的催化劑，在300℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。鄭軍偉等［20］分別考察了有機(jī)膨潤土、復(fù)合硅酸鹽水泥、硅酸鈉為粘結(jié)劑對Mn-Ce/Ti-CNTs脫硝催化劑性能的影響，結(jié)果表明，以有機(jī)膨潤土和復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)配為粘結(jié)劑更有利于制備集高強(qiáng)度、高防水性和高脫硝性能為一體的SCR催化劑。

與噴涂成型類似，一些特殊助劑也在關(guān)于浸涂成型工藝的研究中出現(xiàn)。胡風(fēng)平等［21］研究了硅溶膠、聚四氟乙烯、全氟磺酸為粘結(jié)劑對PtRu/C低元醇電化學(xué)氧化催化劑性能的影響，結(jié)果顯示，以硅溶膠為粘結(jié)劑的催化劑涂層強(qiáng)度和氧化性能最好。K.Y.Koo等［22］提供一種特殊的浸涂成型法，將惰性載體置于硝酸鋁或氯化鋁的溶液中，以氨水或尿素為沉淀劑，于載體表面形成勃姆石或氫氧化鋁涂層，再經(jīng)過活性物質(zhì)浸漬及后處理獲得催化劑，與噴涂、浸漬法相比，該法有利于制備孔結(jié)構(gòu)性能更佳、活性更高的催化劑。

2.6 噴霧成型

噴霧成型是利用噴霧干燥原理，將活性組分料液霧化成小液滴后在熱風(fēng)作用下蒸干制備微球催化劑的過程，工藝流程圖見圖6。與浸涂和噴涂成型相似，噴霧成型也是由活性漿液直接進(jìn)行成型，因此成型顆粒機(jī)械強(qiáng)度主要依靠漿液中外加粘結(jié)劑提供。

圖6 噴霧成型工藝示意圖

用于流化床催化裂化（FCC）的微球催化劑是最為常見的一種噴霧成型產(chǎn)品，成型助劑以鋁基或硅基粘結(jié)劑居多。張忠東等［23］將聚合氯化鋁粘結(jié)劑與高嶺土和稀土Y型分子篩按比例配成漿液后噴霧成型制得FCC催化劑，測試結(jié)果顯示，該催化劑的活性和選擇性與采用鋁溶膠粘結(jié)劑制備的催化劑相當(dāng)，因此聚合氯化鋁可作為鋁溶膠的替代型粘結(jié)劑。L.M.Margaret等［24］采用由無定型氧化鋁或擬薄水鋁石與磷酸反應(yīng)制成的磷酸鋁漿液作為成型粘結(jié)劑，加入含有 35%～65%分子篩、0～10%SiO2和 15%～50%粘土的混合物，噴霧成型制得FCC催化劑，與常規(guī)法制備的催化劑相比，該催化劑除機(jī)械強(qiáng)度有所提高外，對FCC反應(yīng)產(chǎn)物中低碳烯烴、液化石油氣等高附加值產(chǎn)品的選擇性也有明顯提升。

關(guān)于噴霧法在制備費(fèi)托合成催化劑中的應(yīng)用研究也不少見。H.J.Wan等［25］將鋁溶膠粘結(jié)劑加入活性組分漿液中，經(jīng)噴霧制得Fe-Cu-K費(fèi)托合成催化劑，表征結(jié)果顯示，當(dāng)m（Al2O3）/m（Fe）為 1/10 時(shí)，催化劑比表面積最大；另外，可能由于K、Fe與Al2O3之間存在較強(qiáng)的作用，粘結(jié)劑的加入會使催化劑表面堿度降低并抑制催化劑的還原；反應(yīng)性能測試結(jié)果表明，粘結(jié)劑加入量較大時(shí)，催化劑的費(fèi)托合成和水汽變換反應(yīng)活性均顯著下降，但對生成輕烴的選擇性提高。

表3給出了不同成型方法的優(yōu)缺點(diǎn)、所用主要助劑種類及產(chǎn)品類型。在選擇催化劑的成型方法及成型助劑時(shí)，需綜合考慮原料性質(zhì)、催化反應(yīng)類型、生產(chǎn)條件及催化劑指標(biāo)要求等方面，選用最經(jīng)濟(jì)合理的成型工藝，同時(shí)配以有效的成型助劑，以較少的投資獲得性能最佳的催化劑產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)催化劑生產(chǎn)工藝的綠色化、經(jīng)濟(jì)化、高效化。

表3 常用成型方法對比

3 結(jié)語

成型是催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，成型工藝對催化劑機(jī)械強(qiáng)度、活性、選擇性、使用壽命等應(yīng)用指標(biāo)均有重要影響，而成型助劑又是保證成型工藝得以順利實(shí)施并使催化劑達(dá)到預(yù)期成型效果的要素。目前研究多局限于單一功能成型助劑的配伍與優(yōu)化，關(guān)于新型多功能助劑的研究開發(fā)相對較少，創(chuàng)新型成型工藝的開發(fā)應(yīng)用及催化劑性能的進(jìn)一步提升也因此受到限制。因而，進(jìn)一步挖掘現(xiàn)有助劑的應(yīng)用價(jià)值，拓展成型助劑的種類范疇，并將諸如3D打印等先進(jìn)技術(shù)理念應(yīng)用于催化劑成型工藝中，將對催化劑領(lǐng)域的發(fā)展與革新具有重要意義。