Der Katalysatorträger ist ein spezieller Bestandteil von Feststoffkatalysatoren. Er dient als Dispergiermittel, Bindemittel, negativer Träger für die aktive Komponente des Katalysators und kann mitunter auch als Co-Katalysator oder Hilfskatalysator fungieren. Der Katalysatorträger, auch Träger genannt, ist eine der Komponenten von Trägerkatalysatoren. Im Allgemeinen handelt es sich um ein poröses Material mit einer bestimmten spezifischen Oberfläche, an das die aktive Komponente des Katalysators gebunden ist. Der Träger dient hauptsächlich dazu, die aktive Komponente zu stützen und dem Katalysator so spezifische physikalische Eigenschaften zu verleihen. Der Träger selbst besitzt in der Regel keine katalytische Aktivität.
Catalyst-Unterstützungsanforderungen
1. kann die Dichte der aktiven Komponenten, insbesondere von Edelmetallen, verdünnen
2. Kann in eine bestimmte Form gebracht werden.
3. Das Sintern zwischen den aktiven Komponenten kann bis zu einem gewissen Grad verhindert werden.
4. Kann Gift widerstehen
5. Es kann eine Wechselwirkung mit der aktiven Komponente und dem Hauptkatalysator haben.
Der Einfluss des Katalysatorträgers
1. Reduzierung der Katalysatorkosten
2. Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Katalysators
3. Verbesserung der thermischen Stabilität des Katalysators
4. Katalysatoraktivität und Selektivität hinzufügen
5. Katalysatorlebensdauer verlängern
Es werden mehrere primäre Fluggesellschaften eingeführt
1. Aktiviertes Aluminiumoxid: am häufigsten verwendeter Träger für industrielle Katalysatoren. Niedriger Preis, hohe Hitzebeständigkeit, gute Kompatibilität mit aktiven Komponenten.
2. Kieselgel: Die chemische Zusammensetzung ist SiO₂. Es wird üblicherweise aus Natriumsilikat (Na₂Si₃) und Säure hergestellt. Kieselsäure entsteht durch die Reaktion von Natriumsilikat mit Säure. Bei der Polymerisation und Kondensation der Kieselsäure ist die Struktur des Polymers noch nicht vollständig geklärt.
SiO2 ist ein weit verbreiteter Trägerstoff, seine industrielle Anwendung ist jedoch geringer als die von Al2O3, was auf Schwierigkeiten bei der Herstellung, eine schwache Affinität zu aktiven Komponenten, eine leichte Sinterung mit Wasserdampf und andere Mängel zurückzuführen ist.
3. Diatomit: natürliches SiO₂. Es enthält einige Metalloxide und organische Verbindungen, und seine Porenstruktur sowie seine spezifische Oberfläche variieren je nach Herkunft. Vor der Verwendung sollte eine Säurebehandlung erfolgen. Dies dient zum einen der Erhöhung des SiO₂-Gehalts und der Vergrößerung der spezifischen Oberfläche, des spezifischen Porenvolumens und des primären Porenradius. Zum anderen verbessert es die thermische Stabilität; nach der Säurebehandlung kann die spezifische Oberfläche weiter erhöht werden. Diatomit wird hauptsächlich zur Herstellung von Festbettkatalysatoren verwendet.
4. Aktivkohle: Hauptbestandteil ist Kohlenstoff (C), daneben enthält sie einige Wasserstoff-, Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und Ascheatome. Aktivkohle besitzt eine unregelmäßige Steinmühlenstruktur und weist Carbonyl-, Chinon-, Hydroxyl- und Carboxylgruppen an der Oberfläche auf. Charakteristisch für Aktivkohle sind ausgeprägte Poren, eine große Oberfläche, thermische Stabilität und hohe Leitfähigkeit.
5. TiO₂: Es existiert in drei Kristallformen: Anatas, plättchenförmiges Titan und Rutil. Plättchenförmiges Titanerz ist aufgrund seiner Instabilität schwer zu synthetisieren. Anatas bildet sich bei niedrigeren Temperaturen mit einer relativen Dichte von 3,84 und einer größeren spezifischen Oberfläche. Beim Erhitzen auf 600–1000 °C wandelt sich Anatas in Rutil um, welches eine relative Dichte von 4,22 und eine kleinere spezifische Oberfläche aufweist.
6. Siliciumcarbid: Der Schmelzpunkt von Carbidkeramiken liegt über 2000 °C. Sie weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Härte, starke Hitzebeständigkeit und Schlagfestigkeit auf, oxidieren jedoch in einer Sauerstoffatmosphäre. Daher wird SiC häufig als Katalysatorträger in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt.
7. Molekularsieb: Es handelt sich um ein kristallines Silikat oder Silicoaluminat, ein Poren- und Hohlraumsystem, bestehend aus Silico-Sauerstoff-Tetraedern oder Alumo-Aluminium-Tetraedern, die durch Sauerstoffbrücken verbunden sind. Es zeichnet sich durch hohe thermische Stabilität, Wasserbeständigkeit sowie Säure- und Laugenbeständigkeit aus.
Veröffentlichungsdatum: 10. August 2019