Een katalysatordrager is een speciaal onderdeel van een vaste katalysator. Het dient als dispergeermiddel, bindmiddel, negatieve drager voor de actieve component van de katalysator en soms ook als co-katalysator. De katalysatordrager, ook wel support genoemd, is een van de componenten van een ondersteunde katalysator. Over het algemeen is het een poreus materiaal met een bepaald specifiek oppervlak, waaraan de actieve component van de katalysator vaak is gehecht. De drager wordt voornamelijk gebruikt om de actieve component te ondersteunen, zodat de katalysator specifieke fysische eigenschappen krijgt. De drager zelf heeft doorgaans geen katalytische activiteit.
Ondersteuningsvereisten voor Catalyst
1. Kan de concentratie van actieve componenten verlagen, met name die van edelmetalen.
2. kan in een bepaalde vorm worden gebracht.
3. De sintering tussen actieve componenten kan tot op zekere hoogte worden voorkomen.
4. Kan gif weerstaan
5. Het kan een wisselwerking hebben met het actieve bestanddeel en de hoofdkatalysator.
Het effect van de katalysatordrager
1. De kosten van de katalysator verlagen
2. De mechanische sterkte van de katalysator verbeteren.
3. Verbetering van de thermische stabiliteit van de katalysator
4. Voeg katalysatoractiviteit en selectiviteit toe.
5. Verleng de levensduur van de katalysator
Er worden verschillende primaire dragers geïntroduceerd.
1. Geactiveerd aluminiumoxide: meest gebruikte drager voor industriële katalysatoren. Lage prijs, hoge hittebestendigheid, goede compatibiliteit met actieve componenten.
2. Silicagel: de chemische samenstelling is SiO2. Het wordt over het algemeen gemaakt van natriumsilicaat (Na₂Si₃). Silicaatzuur ontstaat onder invloed van natriumsilicaat en zuur. Door polymerisatie en condensatie van silicagel is de structuur van het polymeer onzeker.
SiO2 is een veelgebruikte drager, maar de industriële toepassing ervan is minder dan die van Al2O3. Dit komt door de moeilijkheden bij de bereiding, de zwakke affiniteit met actieve componenten, de neiging tot sinteren met waterdamp en andere nadelen.
3. Diatomietaarde: natuurlijk SiO2. Het bevat enkele metaaloxiden en organische stoffen, en de poriënstructuur en het specifieke oppervlak variëren afhankelijk van de herkomst. Voor gebruik moet een zuurbehandeling worden uitgevoerd. Dit heeft twee voordelen: enerzijds het verhogen van het SiO2-gehalte en het vergroten van het specifieke oppervlak, het specifieke poriënvolume en de primaire poriënradius. Anderzijds verbetert het de thermische stabiliteit; na een zuurbehandeling kan het specifieke oppervlak verder toenemen. Diatomietaarde wordt voornamelijk gebruikt voor de bereiding van katalysatoren voor vaste bedsystemen.
4. Geactiveerde koolstof: het belangrijkste bestanddeel is C, aangevuld met een kleine hoeveelheid H, O, N, S en as, enz. Geactiveerde koolstof heeft een onregelmatige steenmolenstructuur en bevat carbonylgroepen, chinongroepen, hydroxylgroepen en carboxylgroepen aan het oppervlak. Geactiveerde koolstof kenmerkt zich door goed ontwikkelde poriën, een groot oppervlak, thermische stabiliteit en een hoge viscositeit.
5. TiO2: het heeft drie kristalvormen: anataas, plaatvormig titanium en rutiel. Plaatvormig titaniumerts is moeilijk te synthetiseren vanwege de instabiliteit; anataas wordt gevormd bij een lagere temperatuur met een relatieve dichtheid van 3,84 en een groter specifiek oppervlak. Bij verhitting tot 600-1000 °C wordt anataas rutiel, dat een relatieve dichtheid van 4,22 en een klein specifiek oppervlak heeft.
6. Siliciumcarbide: het smeltpunt van carbidekeramiek ligt boven de 2000 °C, het heeft een hoge warmtegeleiding, hoge hardheid, sterke hittebestendigheid en slagvastheid, maar het oxideert gemakkelijk in een zuurstofatmosfeer. Daarom wordt SiC vaak gebruikt als drager voor katalysatoren in omgevingen met hoge temperaturen.
7. Moleculaire zeef: dit is een kristallijn silicaat of silicoaluminaat, een poriën- en holtesysteem bestaande uit een silicium-zuurstof-tetraëder of een aluminium-aluminium-tetraëder verbonden door zuurstofbrugbindingen. Het heeft een hoge thermische stabiliteit, waterbestendigheid en zuur- en alkalibestendigheid.
Geplaatst op: 10 augustus 2019