催化剂的制备和应用

热处理在许多辅助工序中使用催化剂，在制备可控气氛和净化气体中多有应用。使用化学催化剂可使混合气体在不完全燃烧条件下的高温反应完全，缩短反应时间，提高生产效率。绝大多数催化剂都有市售商品。

（1）镍催化剂、天然气（甲烷）、氢或丙烷和空气混合在900～1100℃制备吸热式气时需用镍催化剂。最早制备吸热式气氛的镍催化剂是借助于甲烷-蒸汽转化制备纯氢（生产合成氨）的催化剂。苏联在20世纪年代甲烷、蒸气转化用的镍催化剂是ГИАП-3型。后来开发出制备吸热式气的ЦЭЧМ-4型催化剂。这是一种曾在1350℃焙烧成α-Al₂O₃骨架上沉积NiO和MgO的催化剂，最后在制备气体反应中还原为Ni和MgO。西南化工研究院（沪州纳溪）在1960年时就掌握了Z107镍催化剂的制造。中科院成都有机化学研究所在1970年时研制成功专用镍催化剂，洛阳市飞龙联营实业公司化工厂有生产销售。

1960年时上海华东可控气氛协作组在研制全自动多用炉时，曾利用Al₂O₃泡沫抗渗碳砖切成20mm的方块，浸以NiNO₃分解为NiO和NO₂，最后在吸热式气发生炉中还原成镍，使用效果良好。(www.xing528.com)

（2）钯催化剂 把催化剂也称钯分子筛，是以钯为主要活性组分的催化剂，用钯黑载于Al₂O₃、沸石等载体上，以Na、Cd等盐为助催化剂，用于除去制备气氛中的微量氧。在净化气体中加氢或加氨分解气（N₂+H₂），于钯催化剂作用下，使气氛中的残留氧和氢反应结合成水，然后再以冷冻、吸收干燥，制成低露点气氛。制备精净化放热式气、纯氮、氦、氩等保护气氛中都要用钯分子筛。把分子筛在其他化工领域中用途很广，在化工用品商店有商品销售。

（3）催渗剂 钢在化学热处理，尤其是渗碳、渗氮和碳氮共渗时，由于伴随着化学元素的扩散过程，工艺周期很长，故能耗也大，生产成本高。长期以来，人们都在努力探索缩短这些工艺过程的方法，如在化学热处理渗剂中加入某些可净化工件表面、改善表面活性和促进沿晶界扩散的物质（如NH₄Cl、CCl₄等）。哈尔滨工业大学教师们发现了稀土元素加入渗剂的催渗作用之后，开发出了一系列对高温、中温和低温化学热处理有催渗作用的稀土催渗剂，许多工厂使用后，据说效果不错。西安北恒热处理工程公司开发的BH催渗剂用于汽车零件的渗碳和碳氮共渗，在相同温度下可节省20%的时间，保持相同的渗层，可降低40℃炉温，国内几个大汽车厂热处理分厂都应用，并远销国外。