Kaasaegse keemiatööstuse, energia ja keskkonnakaitse valdkondades on katalüsaatorid paljude tuumareaktsioonide tõhusaks läbiviimiseks . võti optimaalse jõudluse saavutamiseks, katalüsaatorid tuginevad sageli olulisele komponendile - kandja . alumiiniumoksiidist on saanud üheks kõige laialdasemaks katalüsaatoriks {{{{Chemical), mis on tingitud oma ainulaadsetest füüsikalistest ja keemikutest {Chemical, kuna see on tingitud oma ainulaadsetest füüsilistest ja keemikutest.
一 . alumiiniumoksiidi omadusedkatalüsaatori kandjad
Põhjus, miks alumiiniumoksiid on ideaalne katalüsaatori kandja, on peamiselt tingitud järgmistest omadustest:
(1) kõrge spetsiifiline pindala ja poorne struktuur
• alumiiniumoksiidi kandjatel on tavaliselt kõrge spetsiifiline pindala 200-400 m²/g, mis võib pakkuda rikkalikke aktiivseid saite .
• selle poorne struktuur (pooride suurus 2-50 nm) soodustab reagentide levikut ja toodete desorptsiooni, parandades katalüütilist efektiivsust .
(2) Suurepärane termiline stabiilsus
• Alumiiniumoksiidi sulamistemperatuur on koguni 2050 kraadi ja see suudab endiselt säilitada kõrge temperatuuriga reaktsioonides (näiteks nafta pragunemine ja auto heitgaaside ravi) struktuurne stabiilsus .
• selle soovimisvastast võimet saab veelgi parandada dopinguga (näiteks LA, Si jne .) .
(3) reguleeritav happesus
• Alumiiniumoksiidi pinnal on lewishappe (Al³⁺) ja Bronsted Acid (-OH) saidid ning happesust saab reguleerida modifikatsiooniga (näiteks fluorinatsioon, sulfatsioon), et vastata erinevate katalüütiliste reaktsioonide vajadustele .
(4) Keemiline inerdus ja mehaaniline tugevus
• Enamikus reaktsioonitingimustes ei reageeri alumiiniumoksiid reagentide ega produktidega, tagades katalüütilise protsessi puhtuse .
• Selle kõrge mehaaniline tugevus (eriti -al₂o₃) sobib selliste tööstuslike reaktorite jaoks, näiteks fikseeritud voodid ja vedelvoodid .
2. peamised alumiiniumoksiidi tüübid toetavad
Erinevate kristallstruktuuride kohaselt saab alumiiniumoksiidi kandjaid jagada:
|
Tüüp |
Kristallvorm |
Omadused |
Tüüpilised rakendused |
|
-Al₂O₃ |
Kuup -spinel |
Kõrge spetsiifiline pindala, mõõdukalt happeline |
Nafta hüdrogeenimine, auto heitgaaside katalüüs |
|
θ-al₂O₃ |
Monokliiniline |
Üleminekuseisund, termiline stabiilsus on parem kui tüüp |
Kõrge temperatuuriga desulfuriseerimine ja reformimisreaktsioon |
|
-Al₂O₃ |
Kuusnurk |
Madal spetsiifiline pindala, ülikõrge mehaaniline tugevus |
Kõrge temperatuuriga katalüüs |
|
Mesopoorne Al₂O₃ |
Amorfne |
Pooride suurus, kontrollitav pooride struktuur |
Makromolekulaarsed reaktsioonid |
3. alumiiniumoksiidi kandjate põhirakendused
(1) naftakeemiatooted
• Katalüütiline pragunemine (FCC): -al₂o₃, mis on koormatud tseoliidiga (näiteks Y -tüüpi molekulaarne sõel), et muuta raske õli bensiiniks ja diislikütuseks .
• Hüdrotreating (HDS/HDN): kasutatakse õli väävlfuurimiseks (näiteks MO-CO/Al₂O₃) ja denitrifikatsioon, et täita puhta kütuse standarditele .
(2) keskkonnakatalüüs
• Autode heitgaasi puhastamine: kolmesuunalises katalüüsmuunduris (TWC), -al₂o₃ laadib PT, PD ja RH, et teisendada CO ja NOX CO₂ ja N₂ .
• VOC -i lagunemine: saasteainete nagu benseen ja formaldehüüd katalüütiline oksüdeerimine tööstusliku jäätmehaiguses .
(3) Uus energia ja peened kemikaalid
• Kütuseelemendid: parandage PT/C katalüsaatori kandjana hapniku redutseerimise reaktsiooni (ORR) . efektiivsust
• Sünteetiline ammoniaak/metanool: selliste katalüsaatorite tuuma kandja nagu Fe/al₂o₃, Cu/ZnO/al₂o₃ jne .
Ehkkialumiiniumoksiidi katalüsaatorVedajad ei osale reaktsioonis otseselt, nad on tänapäevase katalüütilise tööstuse asendamatu "vundament" . nanotehnoloogia ja arvutusliku materjaliteaduse arendamisega, alumiiniumoksiidi vedajad arenevad tulevikus kõrge aktiivsuse, pika eluea ja intelligentsuse poole, pakkudes strateegilisteks neutraalsuseks ja puhtaks energiaks samasugust tuge nagu süsiniku neutraalsus ja puhas energia {1} {1} {1} {1}