Le support de catalyseur est un élément spécifique des catalyseurs solides. Il peut servir de dispersant, de liant, de vecteur négatif pour le composant actif du catalyseur, ou encore de co-catalyseur. Également appelé support, il constitue l'un des composants des catalyseurs supportés. Généralement, il s'agit d'un matériau poreux présentant une certaine surface spécifique, sur lequel le composant actif du catalyseur est souvent fixé. Le support sert principalement à supporter le composant actif, conférant ainsi au catalyseur des propriétés physiques spécifiques. Le support lui-même est généralement dépourvu d'activité catalytique.
exigences de support Catalyst
1. peut diluer la densité des composants actifs, notamment des métaux précieux.
2, peut être préparé sous une certaine forme
3. Le frittage entre les composants actifs peut être évité dans une certaine mesure.
4. Peut résister au poison
5. Il peut avoir un effet mutuel avec le composant actif et le catalyseur principal.
L'effet du support de catalyseur
1. Réduire le coût du catalyseur
2. améliorer la résistance mécanique du catalyseur
3. Améliorer la stabilité thermique du catalyseur
4. Ajouter l'activité et la sélectivité du catalyseur
5. Prolonger la durée de vie du catalyseur
Plusieurs porteuses primaires sont introduites
1. Alumine activée : support le plus couramment utilisé pour les catalyseurs industriels. Faible prix, haute résistance à la chaleur, bonne compatibilité des composants actifs.
2. Gel de silice : sa composition chimique est SiO2. Il est généralement fabriqué à partir d'acide silicate de sodium (Na2Si3). L'acide silicate se forme après la réaction entre le silicate de sodium et l'acide. La polymérisation et la condensation de l'acide silicique donnent une structure polymère incertaine.
Le SiO2 est un support largement utilisé, mais son application industrielle est moindre que celle de l'Al2O3, en raison des difficultés de préparation, de sa faible affinité avec les composants actifs, de sa facilité de frittage avec la vapeur d'eau et d'autres défauts.
3. Diatomite : SiO₂ naturel. Elle contient quelques oxydes métalliques et composés organiques, et sa structure poreuse ainsi que sa surface spécifique varient selon son origine. Un traitement acide est nécessaire avant utilisation. Ce traitement permet d’une part d’améliorer la teneur en SiO₂ et d’accroître la surface spécifique, le volume poreux spécifique et le rayon des pores primaires ; d’autre part d’améliorer la stabilité thermique, et après traitement acide, la surface spécifique peut être encore augmentée. La diatomite est principalement utilisée pour la préparation de catalyseurs à lit fixe.
4. Charbon actif : son principal composant est le carbone (C), et il contient également des traces d’hydrogène (H), d’oxygène (O), d’azote (N), de soufre (S) et de cendres. Le charbon actif possède une structure irrégulière de type meule de pierre et présente en surface des groupes carbonyle, quinone, hydroxyle et carboxyle. Il se caractérise par une porosité développée, une grande surface spécifique, une stabilité thermique élevée et une conductivité élevée.
5. TiO2 : il existe trois formes cristallines : l’anatase, le titane en feuilles et le rutile. Le minerai de titane en feuilles est difficile à synthétiser en raison de son instabilité. L’anatase se forme à basse température, avec une densité relative de 3,84 et une surface spécifique importante. Chauffée entre 600 et 1 000 °C, l’anatase se transforme en rutile, qui présente une densité relative de 4,22 et une faible surface spécifique.
6. Carbure de silicium : le point de fusion des céramiques de carbure est supérieur à 2000 °C, avec une conductivité thermique élevée, une dureté élevée, une forte résistance à la chaleur et aux chocs, mais il s’oxyde facilement dans une atmosphère d’oxygène. Le SiC est donc souvent utilisé comme support de catalyseur dans un environnement à haute température.
7. Tamis moléculaire : il s’agit d’un silicate ou d’un silicoaluminate cristallin, un système de pores et de cavités composé de tétraèdres silico-oxygénés ou alumino-aluminium reliés par des ponts oxygène. Il présente une stabilité thermique élevée, une bonne stabilité thermique en milieu aqueux et une résistance aux acides et aux bases.
Date de publication : 10 août 2019