उत्प्रेरक समर्थन

उत्प्रेरक वाहक ठोस उत्प्रेरक का एक विशेष भाग है, जो फैलाने वाला पदार्थ, बांधने वाला पदार्थ, उत्प्रेरक के सक्रिय घटक का ऋणात्मक वाहक होता है और कभी-कभी सह-उत्प्रेरक या सह-उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। उत्प्रेरक वाहक, जिसे आधार भी कहा जाता है, समर्थित उत्प्रेरक के घटकों में से एक है। सामान्यतः, यह एक छिद्रयुक्त पदार्थ होता है जिसका एक निश्चित विशिष्ट सतही क्षेत्रफल होता है, और उत्प्रेरक का सक्रिय घटक अक्सर इससे जुड़ा होता है। वाहक का मुख्य उपयोग सक्रिय घटक को सहारा देने के लिए किया जाता है, जिससे उत्प्रेरक में विशिष्ट भौतिक गुण आ जाते हैं, जबकि वाहक में सामान्यतः उत्प्रेरक क्रिया नहीं होती है।

उत्प्रेरक समर्थन आवश्यकताएँ

1. यह सक्रिय घटकों, विशेषकर बहुमूल्य धातुओं के घनत्व को कम कर सकता है।

2. इसे एक निश्चित आकार में ढाला जा सकता है

3. सक्रिय घटकों के बीच होने वाले सिंटरिंग को कुछ हद तक रोका जा सकता है।

4. जहर का प्रतिरोध कर सकता है

5. यह सक्रिय घटक और मुख्य उत्प्रेरक के साथ पारस्परिक प्रभाव डाल सकता है।

उत्प्रेरक वाहक का प्रभाव

1. उत्प्रेरक की लागत कम करें

2. उत्प्रेरक की यांत्रिक शक्ति में सुधार करना।

3. उत्प्रेरक की ऊष्मीय स्थिरता में सुधार करें

4. उत्प्रेरक गतिविधि और चयनात्मकता जोड़ें

5. उत्प्रेरक का जीवनकाल बढ़ाएँ

कई प्राथमिक वाहकों को पेश किया गया है

1. सक्रिय एल्यूमिना: औद्योगिक उत्प्रेरकों के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला वाहक। कम कीमत, उच्च ताप प्रतिरोध, सक्रिय घटकों की अच्छी अनुकूलता।

2. सिलिका जेल: रासायनिक संघटन SiO2 है। यह आमतौर पर सोडियम सिलिकेट (Na2Si3) अम्ल से बनता है। सोडियम सिलिकेट और अम्ल की अभिक्रिया के बाद सिलिका अम्ल बनता है। सिलिसिक अम्ल के बहुलकीकरण और संघनन से बनने वाले बहुलक की संरचना अनिश्चित है।

SiO2 एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला वाहक है, लेकिन इसका औद्योगिक अनुप्रयोग Al2O3 की तुलना में कम है, जिसका कारण इसकी तैयारी में कठिनाइयाँ, सक्रिय घटकों के साथ कमजोर संबंध, जल वाष्प के साथ आसानी से संकेंद्रण और अन्य दोष हैं।

3. डायटोमाइट: प्राकृतिक SiO2। इसमें कुछ धातु ऑक्साइड और कार्बनिक पदार्थ होते हैं, और इसकी छिद्र संरचना और विशिष्ट सतह उत्पत्ति के अनुसार बदलती रहती है। उपयोग से पहले अम्लीय उपचार किया जाना चाहिए। एक तो SiO2 की मात्रा को बढ़ाना और विशिष्ट सतह, विशिष्ट छिद्र आयतन और प्राथमिक छिद्र त्रिज्या को बढ़ाना है। दूसरा, तापीय स्थिरता में सुधार करना है, अम्लीय उपचार के बाद, विशिष्ट सतह को और भी बढ़ाया जा सकता है। डायटोमाइट का मुख्य रूप से उपयोग स्थिर बेड उत्प्रेरक तैयार करने में किया जाता है।

4. सक्रिय कार्बन: इसका प्राथमिक घटक कार्बन है, जिसमें कुछ हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर और राख आदि होते हैं। सक्रिय कार्बन की अनियमित पत्थर की चक्की जैसी संरचना होती है, जिसकी सतह पर कार्बोनिल समूह, क्विनोन समूह, हाइड्रॉक्सिल समूह और कार्बोक्सिल समूह होते हैं। सक्रिय कार्बन विकसित छिद्रों और बड़े सतह क्षेत्र, ऊष्मीय स्थिरता और उच्च गुणवत्ता की विशेषता रखता है।

5. TiO2: इसके तीन क्रिस्टलीय रूप होते हैं: एनाटेस, प्लेट टाइटेनियम और रूटाइल। अस्थिरता के कारण शीट टाइटेनियम अयस्क का संश्लेषण करना कठिन है; एनाटेस कम तापमान पर बनता है, जिसका सापेक्ष घनत्व 3.84 और विशिष्ट पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है। 600~1000°C पर गर्म करने पर एनाटेस रूटाइल में परिवर्तित हो जाता है, जिसका सापेक्ष घनत्व 4.22 और विशिष्ट पृष्ठीय क्षेत्रफल कम होता है।

6. सिलिकॉन कार्बाइड: कार्बाइड सिरेमिक का गलनांक 2000°C से अधिक होता है, इसमें उच्च ऊष्मा चालकता, उच्च कठोरता, मजबूत ऊष्मा प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध होता है, लेकिन यह ऑक्सीजन वातावरण में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। इसलिए SiC का उपयोग अक्सर उच्च तापमान वाले वातावरण में उत्प्रेरक के वाहक के रूप में किया जाता है।

7. आणविक छलनी: यह एक क्रिस्टलीय सिलिकेट या सिलिकोएलुमिनेट है, जो सिलिको-ऑक्सीजन चतुष्फलक या एलुमिनो-एल्यूमीनियम चतुष्फलक से बनी छिद्र और गुहा प्रणाली है, जो ऑक्सीजन सेतु बंधों द्वारा जुड़ी होती है। इसमें उच्च तापीय स्थिरता, जल तापीय स्थिरता और अम्ल एवं क्षार प्रतिरोधकता होती है।