उत्प्रेरक समर्थन

उत्प्रेरक वाहक हा घन उत्प्रेरकाचा एक विशेष भाग आहे, जो विखुरणकारक (dispersant), बंधक (binder), उत्प्रेरकाच्या सक्रिय घटकाचा ऋण वाहक म्हणून काम करतो आणि कधीकधी सह-उत्प्रेरक (co-catalyst) किंवा सह-उत्प्रेरक (co-catalyst) म्हणूनही वापरला जातो. उत्प्रेरक वाहक, ज्याला आधार (support) असेही म्हणतात, हा आधारभूत उत्प्रेरकाच्या (supported catalyst) घटकांपैकी एक आहे. सामान्यतः, हे एक सच्छिद्र पदार्थ असते ज्याचे एक विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ असते आणि उत्प्रेरकाचा सक्रिय घटक अनेकदा त्याला जोडलेला असतो. वाहकाचा उपयोग प्रामुख्याने सक्रिय घटकाला आधार देण्यासाठी केला जातो, जेणेकरून उत्प्रेरकाला विशिष्ट भौतिक गुणधर्म प्राप्त होतील, तर वाहकामध्ये स्वतःमध्ये सामान्यतः उत्प्रेरक क्रियाशीलता नसते.

कॅटॅलिस्ट सपोर्ट आवश्यकता

१, सक्रिय घटकांची, विशेषतः मौल्यवान धातूंची घनता कमी करू शकते.

२, एका विशिष्ट आकारात तयार करता येते

३. सक्रिय घटकांमधील सिंटरिंग काही प्रमाणात टाळता येते.

४, विषाला प्रतिकार करू शकते

५. त्याचा सक्रिय घटक आणि मुख्य उत्प्रेरक यांच्याशी परस्पर परिणाम होऊ शकतो.

उत्प्रेरक वाहकाचा परिणाम

१, उत्प्रेरकाचा खर्च कमी करा

२, उत्प्रेरकाची यांत्रिक शक्ती सुधारा

३. उत्प्रेरकाची औष्णिक स्थिरता सुधारा

४, उत्प्रेरक क्रियाशीलता आणि निवडक्षमता जोडा

५. उत्प्रेरकाचे आयुष्य वाढवा

अनेक प्रमुख वाहकांचा परिचय करून देण्यात आला आहे.

१. सक्रिय ॲल्युमिना: औद्योगिक उत्प्रेरकांसाठी सर्वाधिक वापरला जाणारा वाहक. कमी किंमत, उच्च उष्णता प्रतिरोधकता, सक्रिय घटकांशी चांगली सुसंगतता.

२. सिलिका जेल: रासायनिक रचना SiO2 आहे. सामान्यतः सोडियम सिलिकेट (Na2Si3) आम्लापासून बनवले जाते. सोडियम सिलिकेट आणि आम्लाच्या प्रभावानंतर सिलिकेट आम्ल तयार होते. सिलिसिक आम्लाचे बहुलकीकरण, संघनन होते, या बहुवारिकाची रचना अनिश्चित आहे.

SiO2 हा एक मोठ्या प्रमाणावर वापरला जाणारा वाहक आहे, परंतु त्याचा औद्योगिक वापर Al2O3 पेक्षा कमी आहे, याचे कारण त्याच्या निर्मितीतील अडचणी, सक्रिय घटकांशी कमी आकर्षण, पाण्याच्या वाफेमुळे सहज होणारे सिंटरिंग आणि इतर दोष आहेत.

३. डायटोमाइट: नैसर्गिक SiO2. यात काही धातूंचे ऑक्साइड आणि सेंद्रिय पदार्थ असतात, आणि त्याची छिद्र रचना व विशिष्ट पृष्ठभाग त्याच्या उगमानुसार बदलतो. वापरण्यापूर्वी आम्ल प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे. एक म्हणजे SiO2 चे प्रमाण सुधारणे आणि विशिष्ट पृष्ठभाग, विशिष्ट छिद्र घनफळ व प्राथमिक छिद्रांची त्रिज्या वाढवणे. दुसरे म्हणजे औष्णिक स्थिरता सुधारणे, आम्ल प्रक्रियेनंतर विशिष्ट पृष्ठभाग आणखी वाढवता येतो. डायटोमाइटचा उपयोग प्रामुख्याने स्थिर-थर उत्प्रेरक (fixed bed catalysts) तयार करण्यासाठी केला जातो.

४, सक्रिय कार्बन: याचा मुख्य घटक C असून, त्यात काही प्रमाणात H, O, N, S आणि राख इत्यादी असतात. सक्रिय कार्बनची रचना अनियमित दगडी गिरणीसारखी असते, त्याच्या पृष्ठभागावर कार्बोनिल गट, क्विनोन गट, हायड्रॉक्सिल गट आणि कार्बोक्सिल गट असतात. सक्रिय कार्बनची वैशिष्ट्ये म्हणजे विकसित छिद्रे आणि मोठे पृष्ठभाग क्षेत्र, औष्णिक स्थिरता आणि उच्च औष्णिक स्थिरता.

५. TiO2: याचे तीन स्फटिक आकार आहेत: ॲनाटेस, प्लेट टायटॅनियम आणि रुटाईल. अस्थिरतेमुळे शीट टायटॅनियम धातुक संश्लेषित करणे कठीण आहे; ॲनाटेस कमी तापमानात तयार होते, ज्याची सापेक्ष घनता ३.८४ आणि विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्रफळ मोठे असते. ६००~१०००°C तापमानाला गरम केल्यावर, ॲनाटेसचे रुटाईलमध्ये रूपांतर होते, ज्याची सापेक्ष घनता ४.२२ आणि विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्रफळ लहान असते.

६. सिलिकॉन कार्बाइड: कार्बाइड सिरॅमिक्सचा वितळणांक २०००°C पेक्षा जास्त असतो, त्यात उच्च उष्णता वाहकता, उच्च कठीणता, तीव्र उष्णता प्रतिरोध आणि आघात प्रतिरोध असतो, परंतु ऑक्सिजनच्या वातावरणात त्याचे सहज ऑक्सिडीकरण होते. त्यामुळे उच्च तापमानाच्या वातावरणात SiC चा वापर अनेकदा उत्प्रेरकाचा वाहक म्हणून केला जातो.

७. मॉलिक्युलर सीव्ह: हे एक स्फटिकमय सिलिकेट किंवा सिलिकोॲल्युमिनेट आहे, जी ऑक्सिजन ब्रिज बंधांनी जोडलेल्या सिलिको-ऑक्सिजन टेट्राहेड्रॉन किंवा ॲल्युमिनो-ॲल्युमिनियम टेट्राहेड्रॉनपासून बनलेली एक छिद्र आणि पोकळी प्रणाली आहे. यात उच्च औष्णिक स्थिरता, जल औष्णिक स्थिरता आणि आम्ल व अल्कली प्रतिरोधकता असते.