Alumina attivatais a non-stoichiometric alumina (Al₂O₃·nH₂O) with a high specific surface area and abundant surface hydroxyl groups. Its main crystal form is -Al₂O₃. Due to its excellent adsorption, catalytic activity and thermal stability, activated alumina is widely used in petrochemical, environmental protection, gas drying and Oqsma tat-trasportatur tal-katalist . Madankollu, l-istat attiv tiegħu huwa affettwat minn ħafna fatturi, bħal proċess ta 'preparazzjoni, kundizzjonijiet ta' trattament tas-sħana, aċidità tal-wiċċ, kontenut ta 'impurità u grad ta' idratazzjoni . Għalhekk, fehim profond tal-impatt ta 'dawn il-fatturi fuq il-prestazzjoni ta' alumina attivata huwa ta 'sinifikat kbir biex jottimizza l-applikazzjoni industrijali tagħha .}
1. Effett tal-metodu ta 'preparazzjoni fuq l-attività ta' alumina attivata
Il-metodu ta 'preparazzjoni ta' alumina attivata jaffettwa direttament l-erja tal-wiċċ speċifika tagħha, l-istruttura tal-pori u l-proprjetajiet kimiċi tal-wiċċ, u b'hekk jiddetermina l-istat attiv tiegħu . Il-metodi ta 'preparazzjoni komuni jinkludu:
(1) Metodu Sol-Gel
Dan il-metodu idrolizes imluħa tal-aluminju (bħal nitrat tal-aluminju, isopropiroxide tal-aluminju) biex jifforma sol, li mbagħad jiġi gelled, imnixxef u kalċinat biex jinkiseb -al₂o₃ {. alumina attivata mħejji Trasportaturi tal-katalist b'attività għolja .
(2) Metodu ta 'preċipitazzjoni
L-idrossidu tal-aluminju huwa ppreċipitat billi jiġi aġġustat il-valur tal-pH tas-soluzzjoni tal-melħ tal-aluminju, u mbagħad l-alumina attivata tinkiseb billi taħsel, tnixxif u kalkolu . Il-parametri tal-kontroll ewlenin tal-metodu tal-preċipitazzjoni jinkludu l-preċipitant (ammonja, naoh, eċċ .), il-ħin l-erja tal-wiċċ speċifika u l-aċidità tal-wiċċ ta 'l-alumina .
(3) Metodu idrotermali
Taħt kundizzjonijiet idrotermali ta 'temperatura għolja u bi pressjoni għolja, prekursuri tal-aluminju (bħal Boehmite) jistgħu jiġu kkonvertiti fi kristallinità għolja -al₂o₃ . L-alumina mħejjija b'dan il-metodu għandha stabbiltà termali għolja u struttura regolari tal-pori, u hija adattata għal reazzjonijiet katalitiċi ta' temperatura għolja .
L-alumina attivata miksuba permezz ta 'metodi ta' preparazzjoni differenti għandhom differenzi sinifikanti fl-erja tal-wiċċ speċifika, l-istruttura tal-pori u l-kontenut ta 'idrossiliku tal-wiċċ, li mbagħad jaffettwa l-adsorbiment tiegħu u l-prestazzjoni katalitika .
2. Effett tal-kundizzjonijiet tat-trattament tas-sħana fuq l-istat attiv
It-trattament tas-sħana (kalċinazzjoni) huwa pass ewlieni fir-regolazzjoni tal-istruttura tal-alumina attivata, li taffettwa prinċipalment il-forma tal-kristall tagħha, erja tal-wiċċ speċifika u aċidità tal-wiċċ .
(1) Temperatura tal-kalċinazzjoni
• Kalċinament ta 'temperatura baxxa (300-500 grad): formazzjoni ta' -al₂o₃ b'żona tal-wiċċ speċifika għolja, gruppi ta 'idrossiliċi tal-wiċċ sinjuri, adattati għall-adsorbiment u katalisi ta' temperatura baxxa {.
• Kalċinament tat-temperatura medja (500-800 grad): Parti mill-gruppi idrossiliku jitneħħew, l-erja tal-wiċċ speċifika tonqos ftit, iżda l-aċidità u l-istabbiltà termali huma mtejba, adattati għal reazzjonijiet katalitiċi bħal qsim tal-pitrolju .
• High temperature calcination (>1000 grad): -al₂o₃ tittrasforma gradwalment f 'θ-al₂o₃ u -al₂o₃ b'żona tal-wiċċ speċifika baxxa, u l-attività titnaqqas b'mod sinifikanti .
(2) Atmosfera ta 'kalċinazzjoni
• kalċinazzjoni tal-arja: tippromwovi ż-żamma ta 'gruppi idrossiliċi tal-wiċċ, adattati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu attività għolja tal-wiċċ .
• kalċinazzjoni f'atmosfera inerta (n₂, ar): tnaqqas l-ossidazzjoni tal-wiċċ u hija adattata għall-kontroll tal-aċidità tal-wiċċ .
• kalċinazzjoni fit-tnaqqis tal-atmosfera (h₂): tista 'tifforma speċi ta' aluminju b'valal baxx, li taffettwa l-prestazzjoni katalitika .
3. Effett tal-proprjetajiet tal-wiċċ fuq l-attività
(1) Żona tal-wiċċ speċifika u struttura tal-pori
• High specific surface area (>200 m² / g) jipprovdi siti aktar attivi, it-titjib tal-adsorbiment u l-effiċjenza katalitika .
• Daqs xieraq tal-pori (2-50 nm) jiffaċilita d-diffużjoni ta 'reattivi u jevita l-imblukkar tal-pori .
(2) L-aċidità tal-wiċċ
L-aċidità tal-wiċċ ta 'l-alumina attivata tinkludi l-aċidu Lewis (al³⁺ mhux saturat ikkoordinat) u l-aċidu Brønsted (hydroxyl tal-wiċċ):
• Aċidu Lewis: jippromwovi polimerizzazzjoni tal-olefin, isomerizzazzjoni u reazzjonijiet oħra .
• Aċidu Brønsted: Adattat għal reazzjonijiet katalitiċi tal-protoni bħal idroliżi u esterifikazzjoni .
Id-distribuzzjoni tal-aċidità tal-wiċċ tista 'tiġi ottimizzata billi jiġi aġġustat il-metodu ta' preparazzjoni u l-modifika tad-doping (bħall-introduzzjoni ta 'Sio₂, F⁻, eċċ .) {.
4. Effett tad-doping tal-impurità
Ċerti impuritajiet jistgħu jibdlu b'mod sinifikanti l-prestazzjoni katalitika ta 'alumina attivata:
• Promozzjoni ta 'impuritajiet (bħal Fe, Ni, CO): jistgħu jaġixxu bħala ċentri attivi biex itejbu l-prestazzjoni redox .
• Impuritajiet ta 'avvelenament (bħal Na⁺, K⁺): Neutralizza l-aċidità tal-wiċċ u tnaqqas l-attività katalitika .
• Stabilizzaturi strutturali (bħal la₂o₃, sio₂): ittejjeb l-istabbiltà termali u tevita s-sinterizzazzjoni ta 'temperatura għolja .
5. Effett tal-istat tal-idratazzjoni
L-alumina attivata fiha numru kbir ta 'gruppi idrossiliċi (-OH) fuq il-wiċċ tagħha, u l-istat ta' idratazzjoni tiegħu jaffettwa l-adsorbiment u l-imġieba katalitika tiegħu:
• Idratazzjoni moderata (3-10% H₂O): Żomm gruppi ta 'idrossili tal-wiċċ, ittejjeb l-idrofiliċità u l-attività katalitika .
• deidrazzjoni eċċessiva: twassal għal tnaqqis fil-gruppi idrossiliċi tal-wiċċ u tnaqqas l-attività .
• Idratazzjoni eċċessiva: tista 'timblokka l-pori u taffettwa d-diffużjoni ta' reattivi .
6. Influwenza tal-kundizzjonijiet tal-ħażna
L-alumina attivata tista 'tnaqqas l-attività tagħha waqt il-ħażna minħabba assorbiment ta' umdità jew adsorbiment CO₂ . Għalhekk, jeħtieġ li tinħażen f'ambjent inert niexef jew passivat fuq il-wiċċ biex ittejjeb l-istabbiltà .
L-istat attiv ta 'alumina attivatahuwa affettwat minn bosta fatturi, inklużi metodu ta 'preparazzjoni, kundizzjonijiet ta' trattament tas-sħana, proprjetajiet tal-wiċċ, doping ta 'impurità u stat ta' idratazzjoni . billi jiġu ottimizzati dawn il-fatturi, l-erja speċifika tagħha, l-istruttura tal-pori, l-istruttura tal-pori u l-aċidità tal-wiċċ jistgħu jiġu aġġustati, u b'hekk ittejjeb il-prestazzjoni tal-applikazzjoni tagħha f'kalisi, adsorbiment u oqsma oħra .