ในด้านอุตสาหกรรมเคมีที่ทันสมัยพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นกุญแจสำคัญในการดำเนินการที่มีประสิทธิภาพของปฏิกิริยาหลักมากมาย เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดตัวเร่งปฏิกิริยามักจะพึ่งพาองค์ประกอบที่สำคัญ - ผู้ให้บริการ อลูมินาได้กลายเป็นหนึ่งในผู้ให้บริการตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์
一. ลักษณะของอลูมินาตัวเร่งปฏิกิริยา
เหตุผลที่ Alumina เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในอุดมคติส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะดังต่อไปนี้:
(1) พื้นที่ผิวเฉพาะสูงและโครงสร้างที่มีรูพรุน
•ผู้ให้บริการอลูมินามักจะมีพื้นที่ผิวเฉพาะสูงของ 200-400 m²\/g ซึ่งสามารถให้ไซต์ที่มีอยู่มากมาย
•โครงสร้างที่มีรูพรุน (ขนาดรูขุมขน 2-50 nm) เอื้อต่อการแพร่กระจายของสารตั้งต้นและการดูดซึมของผลิตภัณฑ์ปรับปรุงประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยา
(2) ความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม
•จุดหลอมเหลวของอลูมินาสูงถึง 2050 องศาและยังสามารถรักษาความมั่นคงของโครงสร้างในปฏิกิริยาอุณหภูมิสูง (เช่นการแคร็กปิโตรเลียมและการบำบัดไอเสียรถยนต์)
•ความสามารถในการต่อต้านการช่วงเวลาของมันสามารถปรับปรุงให้ดีขึ้นได้โดยการเติม (เช่น la, si ฯลฯ )
(3) ความเป็นกรดที่ปรับได้
•มีไซต์ Lewis acid (al³⁺) และ bronsted acid (-OH) บนพื้นผิวของอลูมินาและความเป็นกรดสามารถปรับได้โดยการปรับเปลี่ยน (เช่นฟลูออไรด์, ซัลเฟต) เพื่อตอบสนองความต้องการของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน
(4) ความเฉื่อยทางเคมีและความแข็งแรงเชิงกล
•ภายใต้เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาส่วนใหญ่อลูมินาไม่ได้ทำปฏิกิริยากับสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์เพื่อให้มั่นใจถึงความบริสุทธิ์ของกระบวนการเร่งปฏิกิริยา
•ความแข็งแรงเชิงกลที่สูง (โดยเฉพาะ-al₂o₃) เหมาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรมเช่นเตียงคงที่และเตียงฟลูอิไดซ์
2. ประเภทหลักของอลูมินารองรับ
ตามโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันผู้ให้บริการอลูมินาสามารถแบ่งออกเป็น:
|
พิมพ์ |
รูปคริสตัล |
คุณสมบัติ |
แอปพลิเคชันทั่วไป |
|
-อัล₂O₃ |
ลูกบาศก์ |
พื้นที่ผิวจำเพาะสูงเป็นกรดปานกลาง |
ไฮโดรเจนปิโตรเลียม, การเร่งปฏิกิริยาไอเสียรถยนต์ |
|
θ-al₂O₃ |
monoclinic |
สถานะการเปลี่ยนแปลงความเสถียรทางความร้อนดีกว่าประเภท |
desulfurization อุณหภูมิสูงและปฏิกิริยาการปฏิรูป |
|
-อัล₂O₃ |
หกเหลี่ยม |
พื้นที่ผิวจำเพาะต่ำความแข็งแรงเชิงกลสูงเป็นพิเศษ |
การเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิสูง |
|
มีความยาว อัล₂O₃ |
อมตะ |
ขนาดรูขุมขนโครงสร้างรูขุมขนที่ควบคุมได้ |
ปฏิกิริยาโมเลกุลขนาดใหญ่ |
3. แอปพลิเคชันหลักของผู้ให้บริการอลูมินา
(1) ปิโตรเคมี
•ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็ก (FCC): -al₂o₃เต็มไปด้วยซีโอไลต์ (เช่นตะแกรงโมเลกุล Y -type) เพื่อแปลงน้ำมันหนักให้เป็นน้ำมันเบนซินและดีเซล
• Hydrotreating (HDS\/HDN): ใช้สำหรับ desulfurization น้ำมัน (เช่น MO-CO\/Al₂o₃) และ denitrification เพื่อให้ได้มาตรฐานเชื้อเพลิงที่สะอาด
(2) การเร่งปฏิกิริยาด้านสิ่งแวดล้อม
•การทำให้บริสุทธิ์ของไอเสียรถยนต์: ในตัวเร่งปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง (TWC), -al₂o₃โหลด PT, PD และ RH เพื่อแปลง CO และ NOX เป็นCO₂และN₂
•การเสื่อมสภาพของ VOCS: การเกิดออกซิเดชันของสารตัวเร่งปฏิกิริยาของมลพิษเช่นเบนซีนและฟอร์มาลดีไฮด์ในการบำบัดก๊าซของเสียอุตสาหกรรม
(3) พลังงานใหม่และสารเคมีชั้นดี
•เซลล์เชื้อเพลิง: ในฐานะผู้ให้บริการตัวเร่งปฏิกิริยา PT\/C ให้ปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาการลดออกซิเจน (ORR)
•แอมโมเนียสังเคราะห์\/เมทานอล: ผู้ให้บริการหลักของตัวเร่งปฏิกิริยาเช่น Fe\/Al₂o₃, Cu\/Zno\/Al₂o₃ ฯลฯ
แม้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอลูมินาผู้ให้บริการไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในปฏิกิริยาพวกเขาเป็น "รากฐาน" ที่ขาดไม่ได้ของอุตสาหกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่ทันสมัย ด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์นาโนเทคโนโลยีและวัสดุการคำนวณผู้ให้บริการอลูมินาจะพัฒนาไปสู่กิจกรรมที่สูงชีวิตที่ยาวนานและความฉลาดในอนาคตให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับความต้องการเชิงกลยุทธ์เช่นความเป็นกลางคาร์บอนและพลังงานสะอาด