Katalüütilistes reaktsioonideskatalüsaatori tugiMitte ainult aktiivsete komponentide immobiliseerimine, vaid mõjutab ka katalüsaatori dispersiooni, stabiilsust ja reaktsiooni efektiivsust. Erinevate tugimaterjalide hulgas on alumiiniumoksiidist saanud oluline kandja sellistes põldudes nagu naftakeemia, keskkonnakatalüüs ja peened kemikaalid, mis on tingitud odavatest kuludest, valmistamislisusest, kõrge spetsiifilisest pindalast ja reguleeritavatest pinnaomadustest.
Alumiiniumoksiidi peamised eelised katalüsaatori tugi
1. kõrge spetsiifiline pindala ja poorne struktuur
• Aktiivsete komponentide kõrge dispersioon: -al₂o₃ kõrge spetsiifilise pindalaga võib tõhusalt hajutada metalli nanoosakesi, vältides nende aglomeratsiooni ja parandades katalüütilist efektiivsust.
• Kontrollitav pooride struktuur: pooride suuruse jaotust saab ettevalmistusmeetodite abil reguleerida, et optimeerida reagentide ja toodete difusiooni jõudlust. Näiteks sobib mesopoorne alumiiniumoksiid makromolekulaarsete reaktsioonide jaoks (nt raske õli hüdrogeenimine).
2. Reguleeritav pinna happesus ja alus
• Lewise happekohad (Al³⁺): kas saavad metalli aktiivsed keskused ankurdada, suurendades metalli toetamise koostoimeid ja parandada katalüütilist stabiilsust.
• Brønstedi happekohad (-OH): sobivad happekatalüüsitud reaktsioonideks nagu nafta pragunemine ja isomerisatsioon.
• Happesus ja põhilisuse muutmine:
o Täiustatud happesus: F⁻, Cl⁻ või So₄²⁻ (nt alküülimisreaktsioonide jaoks) sissejuhatus).
o vähenenud happesus: põhioksiidide, näiteks k₂o või MgO laadimine (nt süsiniku sadestumise vähendamiseks).
3. suurepärane termiline stabiilsus ja mehaaniline tugevus
• Kõrgtemperatuuriga vastupidavus: -al₂o₃ suudab säilitada struktuurilise stabiilsuse alla 800 kraadi ja selle kõrge temperatuuri stabiilsust saab veelgi parandada, kui doping LA, CE jne.
• Kõrge mehaaniline tugevus: sobib tööstuslikeks reaktorites, näiteks fikseeritud voodites ja vedelad voodid, mis takistavad reaktsioonide ajal mehaanilist kulumist.
4. Hea keemiline stabiilsus
.
• Hea ühilduvus aktiivsete metallidega: võib moodustada stabiilseid katalüütilisi süsteeme.
5. odav ja tööstuslik küpsus
• Alumiiniumoksiidi toorained on hõlpsasti saadaval ja valmistusprotsessid on küpsed, muutes need sobivaks suuremahuliseks tootmiseks.
Tööstuslike rakenduste näited
• naftakeemiad:
o Hüdrodesulfurisatsioon
o Katalüütiline pragunemine
• Keskkonnakatalüüs:
o Autotööstuse heitgaaside puhastamine
o Voliku oksüdatsioon
• Peened kemikaalid:
o aldehüüdi hüdrogeenimine
Alumiiniumoksiidi peamised eelised akatalüsaatori tugion selle kõrge spetsiifilise pindala tasakaalustatud kombinatsioonis, reguleeritav happesus ja alus, termiline stabiilsus ja keemiline inerts. Tulevikus optimeeritakse katalüsaatori toede jõudlust nõudlikumate katalüütiliste nõuete täitmiseks.