Nei campi dell'industria chimica moderna, dell'energia e della protezione ambientale, i catalizzatori sono la chiave per la condotta efficiente di molte reazioni di base . per ottenere prestazioni ottimali, i catalizzatori spesso si basano su un componente importante - il vettore . Alumina è diventata una delle vettori più ampiamente usati a causa delle sue proprietà fisiche e chimiche uniche.
一 . caratteristiche di alluminaCatalizzatori
Il motivo per cui l'alumina è un vettore di catalizzatore ideale è principalmente dovuto alle seguenti caratteristiche:
(1) superficie specifica alta e struttura porosa
• I vettori di allumina di solito hanno una superficie specifica elevata di 200-400 m²/g, che può fornire siti attivi abbondanti .
• La sua struttura porosa (dimensione dei pori 2-50 nm) è favorevole alla diffusione dei reagenti e al desorbimento dei prodotti, migliorando l'efficienza catalitica .
(2) Eccellente stabilità termica
• Il punto di fusione dell'allumina è alto fino a 2050 gradi e può ancora mantenere la stabilità strutturale nelle reazioni ad alta temperatura (come il cracking del petrolio e il trattamento di scarico automobilistico) .
• La sua capacità anti-sinistra può essere ulteriormente migliorata dal doping (come La, Si, ecc. .) .
(3) acidità regolabile
• Esistono siti di acido Lewis (al³⁺) e acido bronsted (-oh) sulla superficie dell'allumina e l'acidità può essere regolata mediante modifica (come fluorurazione, solfatazione) per soddisfare le esigenze di diverse reazioni catalitiche .
(4) Inertezza chimica e resistenza meccanica
• Nella maggior parte delle condizioni di reazione, l'allumina non reagisce con reagenti o prodotti, garantendo la purezza del processo catalitico .
• La sua elevata resistenza meccanica (in particolare -al₂o₃) è adatta per reattori industriali come letti fissi e letti fluidizzati .
2. tipi principali di supporti di allumina
Secondo le diverse strutture cristalline, i portatori di allumina possono essere divisi in:
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Tipo |
Forma di cristallo |
Caratteristiche |
Applicazioni tipiche |
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-Al₂O₃ |
Spinello cubico |
Area di superficie specifica alta, moderatamente acida |
Idrogenazione del petrolio, catalisi di scarico automobilistico |
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θ-al₂O₃ |
Monoclino |
Stato di transizione, la stabilità termica è migliore del tipo |
Desolforazione ad alta temperatura e reazione di riforma |
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-Al₂O₃ |
Esagono |
Area superficiale specifica bassa, resistenza meccanica ultra-alta |
Catalisi ad alta temperatura |
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Mesoporoso Al₂O₃ |
Amorfo |
Dimensione dei pori, struttura dei pori controllabili |
Reazioni macromolecolari |
3. Applicazioni principali dei vettori di allumina
(1) petrolchimici
• Cracking catalitico (FCC): -al₂o₃ caricato con zeolite (come setaccio molecolare di tipo Y) per convertire olio pesante in benzina e diesel .
• HydroTeating (HDS/HDN): usato per la desolfurizzazione del petrolio (come Mo-Co/Al₂o₃) e la denitrificazione per soddisfare gli standard di carburante puliti .
(2) Catalisi ambientale
• Purificazione dello scarico automobilistico: nel convertitore catalitico a tre vie (TWC), -Al₂o₃ carichi PT, PD e RH per convertire CO e NOX in CO₂ e N₂ .
• Degradazione dei COV: ossidazione catalitica di inquinanti come benzene e formaldeide nel trattamento dei gas di rifiuti industriali .
(3) Nuova energia e prodotti chimici fini
• Celle a combustibile: come vettore di catalizzatore PT/C, migliora l'efficienza della reazione di riduzione dell'ossigeno (ORR) .
• Ammoniaca/metanolo sintetico: portatore di core di catalizzatori come Fe/Al₂o₃, Cu/Zno/Al₂o₃, ecc. .
Sebbenecatalizzatore di alluminaI vettori non partecipano direttamente alla reazione, sono una "base" indispensabile della moderna industria catalitica . con lo sviluppo di nanotecnologie e scienze dei materiali computazionali, i vettori di allumina si evolveranno verso l'alta attività, la lunga vita e l'intelligenza in futuro, fornendo un supporto chiave per le esigenze strategiche come la neutralità del carbonio e l'energia pulita..