In den Bereichen der modernen chemischen Industrie, Energie- und Umweltschutz sind Katalysatoren der Schlüssel zu der effizienten Durchführung vieler Kernreaktionen. Um eine optimale Leistung zu erzielen, verlassen sich Katalysatoren häufig auf eine wichtige Komponente - den Träger. Alumina ist aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften zu einer der am häufigsten verwendeten Katalysatoren geworden.
一. Eigenschaften von AluminiumoxidKatalysatorträger
Der Grund, warum Alumina ein idealer Katalysatorträger ist, ist hauptsächlich auf folgende Eigenschaften zurückzuführen:
(1) hohe spezifische Oberfläche und poröse Struktur
• Alumina -Träger haben normalerweise eine hohe spezifische Oberfläche von 200-400 m²\/g, die reichlich aktive Stellen liefern kann.
• Seine poröse Struktur (Porengröße 2-50 nm) ist der Diffusion von Reaktanten und der Desorption von Produkten förderlich, wodurch die katalytische Effizienz verbessert wird.
(2) Ausgezeichnete thermische Stabilität
• Der Schmelzpunkt von Aluminiumoxid ist bis zu 2050 Grad und kann immer noch die strukturelle Stabilität bei Hochtemperaturreaktionen (z. B. Petroleum Cracking und Automobilabgasbehandlung) aufrechterhalten.
• Die Anti-Sintering-Fähigkeit kann durch Dotierung (wie LA, Si usw.) weiter verbessert werden.
(3) Einstellbare Säure
• Es gibt Lewis-Säure (AL³⁺) und Bronsted-Säure (-OH) Stellen auf der Oberfläche von Aluminiumoxid, und die Säure kann durch Modifikation (wie Fluorinierung, Schwefelung) angepasst werden, um den Bedürfnissen unterschiedlicher katalytischer Reaktionen zu erfüllen.
(4) chemische Inertheit und mechanische Festigkeit
• Unter den meisten Reaktionsbedingungen reagiert Aluminiumoxid nicht mit Reaktanten oder Produkten, was die Reinheit des katalytischen Prozesses sicherstellt.
• Die hohe mechanische Festigkeit (insbesondere -al₂o₃) eignet sich für industrielle Reaktoren wie feste Betten und fließende Betten.
2. Haupttypen von Aluminiumoxidstützen
Nach den verschiedenen Kristallstrukturen können Aluminiumoxidträger unterteilt werden in:
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Typ |
Kristallform |
Merkmale |
Typische Anwendungen |
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-Al₂O₃ |
Kubikspinell |
Hohe spezifische Oberfläche, mäßig saurer |
Erdölhydrierung, Kfz -Auspuffkatalyse des Automobils |
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θ-al₂O₃ |
Monoklin |
Übergangszustand, thermische Stabilität ist besser als Typ |
Hochtemperaturdesulfurisierung und Reformreaktion |
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-Al₂O₃ |
Hexagon |
Niedrige spezifische Oberfläche, ultrahohe mechanische Festigkeit |
Hochtemperaturkatalyse |
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Mesoporös Al₂O₃ |
Amorph |
Porengröße, steuerbare Porenstruktur |
Makromolekulare Reaktionen |
3. Kernanwendungen von Aluminiumoxidenträgern
(1) Petrochemikalien
• Katalytisch Cracking (FCC): -Al₂o₃ mit Zeolith (wie Molekularsieb) beladen, um schweres Öl in Benzin und Diesel umzuwandeln.
• Hydrotreating (HDS\/HDN): Wird zur Ölentschwefelung (wie MO-Co\/Al₂o₃) und Denitrifikation verwendet, um saubere Kraftstoffstandards zu erfüllen.
(2) Umweltkatalyse
• Automobilableitungsreinigung: Im Drei -Wege -Katalysator (TWC) lastet PT, PD und RH, um CO und Nox in Co₂ und N₂ umzuwandeln.
• VOCS -Abbau: katalytische Oxidation von Schadstoffen wie Benzol und Formaldehyd bei der Behandlung von Industrieabfällen.
(3) Neue Energie- und Feinschemikalien
• Brennstoffzellen: Verbessern Sie als Träger des Pt\/C -Katalysators die Effizienz der Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR).
• Synthetisches Ammoniak\/Methanol: Kernträger von Katalysatoren wie Fe\/Al₂o₃, Cu\/ZnO\/Al₂o₃ usw.
ObwohlAlumina -KatalysatorTräger nehmen nicht direkt an der Reaktion teil, sie sind eine unverzichtbare "Grundlage" der modernen katalytischen Industrie. Mit der Entwicklung der Wissenschaft von Nanotechnologie und Computermaterialien werden sich Aluminiumoxidenträger in Zukunft zu hoher Aktivität, langem Leben und Intelligenz entwickeln und die wichtige Unterstützung für strategische Bedürfnisse wie Kohlenstoffneutralität und saubere Energie bieten.