活性氧化鋁催化劑及其載體具備哪些條件 近年來，活性氧化鋁載體在化工催化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，這對其物化性質(zhì)的要求也越來越高。對負(fù)載型催化劑來說，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有以下幾個方面。
(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，實現(xiàn)活性氧化鋁載體物化性質(zhì)具有針對性的控制。
(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研究的重要方向。
(4)活性氧化鋁載體制備是一復(fù)雜過程，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。隨著對活性氧化鋁載體物化性質(zhì)研究的深入，相信會研發(fā)出更多品種、更好品質(zhì)的活性氧化鋁載體被應(yīng)用于催化過程。
活性氧化鋁球在功能簡單的催化反應(yīng)中, 活性氧化鋁球(r-Al2O3)并不直接參與催化過程, 其作用是稀釋, 支撐和分散貴金屬?；钚匝趸X70%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、比表面積相對較大,孔徑分布合理的產(chǎn)品。有關(guān)孔結(jié)構(gòu)問題老早就被人們認(rèn)識,也進(jìn)行過研究, 但對其重視程度遠(yuǎn)不及對孔容、比表面積的重視。隨著人們認(rèn)識程度的提高及催化劑的實際需要,開展對活性氧化鋁孔結(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。這兩個參數(shù)高時,一般認(rèn)為活性高。人們對于活性方面已經(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應(yīng)關(guān)系。所以在提到活性氧化鋁的活性時往往還要提到用活性氧化鋁作載體的催化劑的選擇性問題。因為催化劑的活性及選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) 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。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 。
對于微米級的大孔 ,通常是通過成型過程中控制工藝條件、添加造孔劑等方法來實現(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實現(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?？梢杂煤唵蔚囊痪湓捀爬ㄌ胤N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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