Les performances supérieures et inférieures du catalyseur déterminent directement l'efficacité de la réaction chimique et la sélectivité du produit, tandis que la méthode de synthèse est le lien central pour réguler la structure du catalyseur et la distribution des sites actifs. La méthode d'imprégnation, la méthode de précipitation, la méthode sol - gel et la méthode de synthèse hydrothermale, en tant que voies technologiques couramment utilisées dans l'industrie et la recherche scientifique actuelles, s'appuient chacune sur leur principe de réaction et s'adaptent aux besoins de préparation de différents types de catalyseurs. La logique de base et les caractéristiques opérationnelles des quatre principales méthodes de démantèlement du système ci - dessous fournissent des directives précises pour la recherche, le développement et la production de catalyseurs.

La méthode d'imprégnation est basée sur le principe central de la « charge superficielle du support» et est un protocole pour la préparation de catalyseurs de type supporté. L'essence est d'utiliser la structure poreuse du support (par exemple, l'alumine, tamis moléculaire) et l'adsorption de surface pour adsorber uniformément la solution de composants actifs (sels métalliques ou oxydes métalliques) à la surface du support et dans les pores, après séchage et grillage pour obtenir la fixation des composants actifs. Le fonctionnement est caractérisé par une "simplicité et une efficacité élevées": il suffit d'immerger le support prétraité dans la solution du composant actif, d'accélérer l'adsorption par agitation ou par ultrasons, d'éliminer l'excès de solution par filtration après équilibrage de l'adsorption, d'éliminer ensuite l'humidité par séchage à 100 - 120 ° c, puis de calciner à 300 - 800 ° C pour transformer le composant actif en forme d'oxyde. Ce procédé est particulièrement adapté à la préparation de catalyseurs métalliques supportés (tels que Pt / al₂o₃), avec une utilisation élevée des composants actifs et un contrôle précis de la quantité de charge en ajustant la concentration de la solution, avec un faible coût d'application à l'échelle industrielle.

La méthode de précipitation repose sur la « coprécipitation ionique» pour la préparation des composants actifs, le noyau étant de faire en sorte que les ions métalliques actifs en solution forment un précipité insoluble en ajustant le pH ou en ajoutant un agent de précipitation qui est ensuite transformé en catalyseur. Son principe repose sur une différence de produit de solubilité, c'est - à - dire qu'un précipité est généré lorsque le produit de la concentration en ions métalliques par la concentration en agent précipitant dépasse le produit de solubilité. Les opérations sont divisées en deux catégories de "précipitation étape par étape" et de "coprécipitation": la première permet la précipitation séquentielle des différents Constituents par ajustement segmenté du pH, adapté à la préparation de catalyseurs multicomposants; Ce dernier, à son tour, mélange plusieurs solutions d'ions métalliques simultanément avec des agents précipitants tels que l'ammoniaque, le carbonate de sodium, assurant une distribution homogène des composants. Après la précipitation, il est nécessaire de passer par des étapes telles que le lavage et le déparasitage, la filtration, la torréfaction et la réduction pour finalement former des particules de catalyseur actif. Cette méthode convient à la préparation de catalyseurs à oxydes métalliques hautement actifs (tels que les oxydes Cu - Zn - AL), mais est sujette à des problèmes de distribution inégale des composants, nécessitant un contrôle précis de la température de précipitation et de la vitesse d'agitation.

La méthode sol - gel est centrée sur la « polymérisation colloïdale», qui régule avec précision la structure poreuse et la dispersion du catalyseur. Le principe est d'utiliser un alcoolate métallique ou un sel inorganique comme précurseur, de générer un sol (système de dispersion de particules colloïdales) par hydrolyse en solution, puis de regrouper les particules colloïdales pour former un gel par une réaction de polycondensation et enfin d'éliminer les composants organiques par séchage, grillage, pour obtenir un catalyseur de Structure réticulaire poreuse. La clé de fonctionnement est le contrôle de la stabilité du sol: la température de réaction (20 - 60 ° c), le pH et la proportion de solvant doivent être strictement ajustés pour éviter le gel prématuré du sol ou la précipitation. L'avantage important de cette méthode est l'uniformité élevée du mélange des composants, peut préparer des catalyseurs à l'échelle nanométrique (tels que les photocatalyseurs tio₂), et en contrôlant le mode de séchage du gel (tel que le séchage supercritique) peut conserver des pores riches, améliorer la surface catalytiquement active, mais le coût du précurseur est élevé et les applications industrielles nécessitent une économie équilibrée.

La méthode de synthèse hydrothermale utilise un « environnement aqueux haute température et haute pression» pour réguler la structure cristalline du catalyseur, le noyau est dans un réacteur fermé, de sorte que la solution de précurseur dans des conditions hydrothermales de 100 - 250 ° C, 1 - 10 MPa pour accélérer la dissolution et la recristallisation, formant un catalyseur avec une forme cristalline et une topographie spécifiques. Son principe est basé sur la constante diélectrique réduite de l'eau à haute température, l'augmentation de l'activité ionique, la promotion de la vitesse de réaction chimique avec la croissance des cristaux. Le fonctionnement doit d'abord mélanger le précurseur avec le solvant dans un réacteur à revêtement de polytétrafluoroéthylène, scellé et placé dans le four pour chauffer et maintenir au chaud pendant plusieurs heures à plusieurs dizaines d'heures, après refroidissement et séparation par centrifugation pour obtenir le produit. Cette méthode est particulièrement adaptée à la préparation de catalyseurs avec une topographie spéciale (par exemple, nanobars, catalyseurs à structure florale), une pureté cristalline élevée et aucun besoin de torréfaction à haute température, peut conserver plus de sites actifs, mais le volume du réacteur limite l'échelle de la production en série, plus applicable à la recherche scientifique et à la préparation de petites quantités.

La sélection des quatre principales méthodes de synthèse nécessite le serrage des besoins en catalyseurs: la poursuite des coûts et la mise à l'échelle de la méthode d'imprégnation sélective, la préparation de la méthode de précipitation sélective de l'oxyde multicomposant, la régulation précise de la Nanostructure de la méthode sol - gel, la forme cristalline spéciale personnalisée et la topographie de la méthode de thermosynthèse de l'eau. Dans les applications pratiques, les performances sont souvent optimisées par des combinaisons de méthodes, telles que la méthode sol - gel combinée à la méthode d'imprégnation pour préparer des catalyseurs supportés hautement dispersibles.