活性氧化鋁作為催化劑載體的應(yīng)用
活性氧化鋁具備多孔性,高比表面及良好的吸附性,通過改變制備條件可以制德得不同孔容和比表面積的產(chǎn)品。由于其不完善的晶體結(jié)構(gòu),孔結(jié)構(gòu)可調(diào),在催化劑載體的領(lǐng)域應(yīng)用中,是最為廣泛的。
γ氧化鋁具有非常明顯的吸附劑特征,并且能夠活化許多鍵,因此在化學(xué)反應(yīng)體系中,可直接作為催化劑載體使用。又由于γ氧化鋁表面同時存在酸性中心和堿性中心,因此γ氧化鋁本身就是一種極好的催化劑。催化劑的孔結(jié)構(gòu)對催化劑的反應(yīng)性能有著非常重要的影響。多相催化劑的活性,選擇性及熱穩(wěn)定性不僅取決于活性組分的固有催化特征,又和催化劑載體的孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。表征活性氧化鋁活性特征的主要指標(biāo)為孔容和比表面積。這兩個參數(shù)高時,一般認(rèn)為活性高。隨著對催化劑機(jī)理的深入研究,人們認(rèn)識到影響催化反應(yīng)性能的不是催化劑的總孔容,而是其孔分布,也就是有效孔容。催化反應(yīng)一般都是在催化劑的表面上進(jìn)行,催化劑活性組分的分散與催化活性和比表面積緊密相關(guān)。單位質(zhì)量催化劑所有細(xì)孔體積的總和即所謂的孔容,孔容影響催化劑的穩(wěn)定性和壽命。化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散速度受孔徑的孔型及大小的影響,孔徑的孔型及大小從而也會影響催化劑的選擇性和催化活性。
活性氧化鋁的孔結(jié)構(gòu)可以通過很多方式進(jìn)行調(diào)節(jié),比如選擇合適的原料,加入不同的擴(kuò)孔劑,改變制備工藝等。作為催化劑載體的γ氧化鋁,前驅(qū)體主要用擬薄水鋁石,擬薄水鋁石是合成氫氧化鋁過程中最先形成的一種晶相,它的孔結(jié)構(gòu)不完整,薄的皺折片晶是其典型晶型。擬薄水鋁石加熱煅燒得到γ氧化鋁,其水和熱穩(wěn)定性相對較好,是一種制備γ氧化鋁的很好的前驅(qū)體。
由于γ氧化鋁高溫會轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的α氧化鋁,其密度增加,表面積降低,孔結(jié)構(gòu)遭到破壞,從而失去活性。為了解決這個問題,開始對氧化鋁的改性進(jìn)行了深入研究,主要采用的方法為改變制備方法,加入添加劑,選擇合適的前驅(qū)體。改變制備方法能夠控制得到氧化鋁顆粒結(jié)構(gòu)及形態(tài),降低比表面積的損失,進(jìn)而提高氧化鋁的熱穩(wěn)定性,得到高比表面積,大孔容的活性氧化鋁,添加劑主要是擴(kuò)孔劑,膠溶劑,燒結(jié)劑,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑等,從而制得大孔徑高活性的氧化鋁。