Trong các lĩnh vực của ngành công nghiệp hóa học hiện đại, bảo vệ năng lượng và môi trường, các chất xúc tác là chìa khóa cho hành vi hiệu quả của nhiều phản ứng cốt lõi . để đạt được hiệu suất tối ưu, các chất xúc tác thường dựa vào một thành phần quan trọng - chất mang {}}}
一 . Đặc điểm của aluminachất mang chất xúc tác
Lý do tại sao Alumina là một chất xúc tác lý tưởng chủ yếu là do các đặc điểm sau:
(1) Diện tích bề mặt riêng và cấu trúc xốp cao
• Các chất mang alumina thường có diện tích bề mặt riêng của 200-400 mét/g, có thể cung cấp các vị trí hoạt động phong phú .
• Cấu trúc xốp của nó (kích thước lỗ rỗng 2-50 nm) có lợi cho sự khuếch tán của các chất phản ứng và giải hấp các sản phẩm, cải thiện hiệu quả xúc tác .}
(2) Sự ổn định nhiệt tuyệt vời
• Điểm nóng chảy của alumina cao tới 2050 độ và nó vẫn có thể duy trì sự ổn định cấu trúc trong các phản ứng nhiệt độ cao (như nứt dầu và xử lý khí thải ô tô) .}
• Khả năng chống mạnh của nó có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách pha tạp (như LA, SI, v.v.
(3) Độ axit có thể điều chỉnh
• Có các vị trí axit Lewis (Al³⁺) và axit bronsted (-OH) trên bề mặt alumina và độ axit có thể được điều chỉnh bằng cách sửa đổi (như fluor hóa, sunfat hóa) để đáp ứng nhu cầu của các phản ứng xúc tác khác nhau .
(4) Hòa nhập hóa học và sức mạnh cơ học
• Trong hầu hết các điều kiện phản ứng, alumina không phản ứng với các chất phản ứng hoặc sản phẩm, đảm bảo độ tinh khiết của quá trình xúc tác .
• Sức mạnh cơ học cao của nó (đặc biệt là -al₂o₃) phù hợp cho các lò phản ứng công nghiệp như giường cố định và giường lỏng .
2. Các loại alumina chính hỗ trợ
Theo các cấu trúc tinh thể khác nhau, các chất mang alumina có thể được chia thành:
|
Kiểu |
Dạng tinh thể |
Đặc trưng |
Các ứng dụng điển hình |
|
-Al₂O₃ |
Spinel khối |
Diện tích bề mặt riêng cao, axit vừa phải |
Hydrogenation dầu khí, xúc tác xả ô tô |
|
θ-al₂O₃ |
Monoclinic |
Trạng thái chuyển tiếp, độ ổn định nhiệt tốt hơn loại |
Phản ứng khử lưu huỳnh và cải cách nhiệt độ cao |
|
-Al₂O₃ |
Hình lục giác |
Diện tích bề mặt riêng thấp, cường độ cơ học cực cao |
Xúc tác nhiệt độ cao |
|
Mesopious Al₂O₃ |
Vô định hình |
Kích thước lỗ rỗng, cấu trúc lỗ rỗng có thể kiểm soát được |
Phản ứng đại phân tử |
3. Ứng dụng cốt lõi của các chất mang Alumina
(1) Hóa dầu
• Cracking xúc tác (FCC): -al₂o₃ được nạp với zeolite (như sàng phân tử loại Y) để chuyển đổi dầu nặng thành xăng và diesel .}
• Hydrotreating (HDS/HDN): Được sử dụng để khử lưu huỳnh dầu (như Mo-Co/Al₂o₃) và khử nitrat để đáp ứng các tiêu chuẩn nhiên liệu sạch .}}}}}}}}}}}}}}
(2) Xúc tác môi trường
• Tinh chế khí thải ô tô: Trong bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều (TWC), -al₂o₃ tải Pt, PD và RH để chuyển đổi CO và NOX thành CO₂ và N₂ .}
• Suy thoái VOCS: quá trình oxy hóa xúc tác của các chất ô nhiễm như benzen và formaldehyd trong xử lý khí thải công nghiệp .
(3) Năng lượng mới và hóa chất tốt
• Tế bào nhiên liệu: Là chất mang chất xúc tác Pt/C, cải thiện hiệu quả của phản ứng khử oxy (ORR) .
• Amoniac tổng hợp/metanol: chất mang lõi của các chất xúc tác như Fe/Al₂o₃, Cu/ZnO/Al₂O₃, ETC .
Mặc dùChất xúc tác aluminaCác nhà mạng không trực tiếp tham gia vào phản ứng, chúng là một "nền tảng" không thể thiếu của ngành công nghiệp xúc tác hiện đại . với sự phát triển của công nghệ nano và khoa học vật liệu tính toán, các nhà mạng alumina sẽ phát triển theo hướng cao, và sự hỗ trợ chính của việc hỗ trợ chiến lược.