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活性氧化鋁催化劑及其載體需具備哪些條件？

發(fā)布時(shí)間：2018-05-03 15:15文章來(lái)源：金豐凈水

活性氧化鋁催化劑及其載體具備哪些條件近年來(lái)，活性氧化鋁載體在化工催化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，這對(duì)其物化性質(zhì)的要求也越來(lái)越高。對(duì)負(fù)載型催化劑來(lái)說(shuō)，控制活性氧化鋁載體合適的孔徑分布與比表面積、適量的表面酸性及較高的水熱穩(wěn)定性是其目標(biāo)。因此，如何讓活性氧化鋁載體的宏觀和微觀性質(zhì)相匹配是十分重要的。

　　活性氧化鋁載體今后的研究重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。

　　(1)將活性氧化鋁載體制備方法與其孔結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和水熱穩(wěn)定性的調(diào)控有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)活性氧化鋁載體物化性質(zhì)具有針對(duì)性的控制。

　　(2)自組裝法是一種有效調(diào)節(jié)活性氧化鋁載體孔結(jié)構(gòu)的方法，但其作用機(jī)理仍待研究，因此，研究其機(jī)理和開發(fā)出新型模板劑是活性氧化鋁載體未來(lái)研究的重要方向。

　　(4)活性氧化鋁載體制備是一復(fù)雜過(guò)程，各種影響因素相互制約，因此在孔結(jié)構(gòu)調(diào)控的同時(shí)應(yīng)注意其引起的負(fù)面影響。

　　(5)根據(jù)活性氧化鋁載體燒結(jié)和相變的機(jī)理，開發(fā)出新型熱穩(wěn)定劑以及研究不同金屬間協(xié)同調(diào)變作用，以進(jìn)一步提高其穩(wěn)定性。隨著對(duì)活性氧化鋁載體物化性質(zhì)研究的深入，相信會(huì)研發(fā)出更多品種、更好品質(zhì)的活性氧化鋁載體被應(yīng)用于催化過(guò)程。

　　活性氧化鋁球在功能簡(jiǎn)單的催化反應(yīng)中, 活性氧化鋁球(r-Al2O3)并不直接參與催化過(guò)程, 其作用是稀釋, 支撐和分散貴金屬。活性氧化鋁70%以上是作催化劑載體, 除了上述功能外, 有的反應(yīng)中, 活性氧化鋁球(r-Al2O3)還有增強(qiáng)熱穩(wěn)定性, 機(jī)械穩(wěn)定性的功能, 如汽車尾氣凈化催化劑所用的pd/Al2O3, Cu/r-Al2O3以及石油裂解反應(yīng)的催化劑都屬于此類型, 烯烴加氫反應(yīng)所用的鎳載在活性氧化鋁(r-Al2O3)上的催化劑, 活性氧化鋁球熱穩(wěn)定范圍大于用硅藻土載鎳的催化劑。

　　我們通常談及的活性高的催化劑并不一定就是選擇性好，人們要求的既活性高又選擇性好的催化劑是一種孔容、比表面積相對(duì)較大,孔徑分布合理的產(chǎn)品。有關(guān)孔結(jié)構(gòu)問(wèn)題老早就被人們認(rèn)識(shí),也進(jìn)行過(guò)研究, 但對(duì)其重視程度遠(yuǎn)不及對(duì)孔容、比表面積的重視。隨著人們認(rèn)識(shí)程度的提高及催化劑的實(shí)際需要,開展對(duì)活性氧化鋁孔結(jié)構(gòu)研究是提高特種氧化鋁質(zhì)量的必然。目前,人們希望有孔徑分布合理的恬性氧化鋁,但國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品能達(dá)到要求的并不很多,離催化行業(yè)要求還存在不小差距。因此,重視和開展孔結(jié)構(gòu)研究是發(fā)展特種氧化鋁,尤其是活性氧化鋁的需要。

　　表征活性氧化鋁活性特征的主要指標(biāo)為孔容、比表面積。這兩個(gè)參數(shù)高時(shí),一般認(rèn)為活性高。人們對(duì)于活性方面已經(jīng)有了較高的重視程度。通常在原料的制備、成型時(shí)原料的配比、助劑的選擇、成型工藝、烘干及活化焙燒工藝等方面嚴(yán)加控制來(lái)保證和提高活性氧化鋁的活性。而有關(guān)催化劑的選擇性這一指標(biāo),主要與其載體有主要對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以在提到活性氧化鋁的活性時(shí)往往還要提到用活性氧化鋁作載體的催化劑的選擇性問(wèn)題。因?yàn)榇呋瘎┑幕钚约斑x擇性與載體直接相關(guān)。催化劑的選擇性與其孔徑分布直接相關(guān),催化劑的孔徑分布又與載體的孔徑分布直接相關(guān)。因此,作為載體的活性氧化鋁必須有合理的孔徑分布。那么如何開展孔結(jié)構(gòu)研究呢? 我們知道,載體的孔有小孔、中孔、大孔及其相互交聯(lián)的幾種類型。不同催化劑要求的孔結(jié)構(gòu)不盡相同。通常活性氧化鋁的大孔 (微米級(jí)) 是參與反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)入催化劑內(nèi)部的通道;而具有豐富表面積的小孔或中孔才是催化反應(yīng)的發(fā)生地點(diǎn)。小孔或中孔通常與原料的特性有關(guān)。因此要制備出合格孔結(jié)構(gòu)的催化劑載體,首先是制備合格原料; 而原料——氧化鋁水合物, 例如擬薄水鋁石的制備又與制備該原料的原料有關(guān),與制備工藝有關(guān),與制備過(guò)程中助劑的選擇及用量等有關(guān)。原料決定著載體的孔徑結(jié)構(gòu)。山東鋁業(yè)公司開展科技攻關(guān),目前孔徑100A 、300A 高質(zhì)量的擬薄水鋁石已經(jīng)研制成功,正在進(jìn)一步進(jìn)行成型工藝及開發(fā)應(yīng)用研究。

　　對(duì)于微米級(jí)的大孔 ,通常是通過(guò)成型過(guò)程中控制工藝條件、添加造孔劑等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如上文所述,不同的催化劑需要不同孔徑的大孔,具體的要求尚需具體的工藝條件及造孔方法來(lái)實(shí)現(xiàn) 。

　　總之,高附加值的特種氧化鋁的高附加值是以優(yōu)良質(zhì)量為前提; 優(yōu)良的質(zhì)量是高附加值和高效益的必要條件。對(duì)于活性氧化鋁而言,如前所述必須有良好的活性和合理的孔結(jié)構(gòu)等必要條件?？梢杂煤?jiǎn)單的一句話概括特種氧化鋁的發(fā)展前景,即高質(zhì)量 →高附加值 →高效益 →大發(fā)展。

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