Носитель катализатора — это особая часть твердого катализатора, диспергирующего агента, связующего вещества, отрицательно заряженного носителя активного компонента катализатора, а иногда и активного компонента катализатора в качестве сокатализатора. Носитель катализатора, также известный как носитель, является одним из компонентов поддерживаемого катализатора. Как правило, это пористый материал с определенной удельной поверхностью, к которому часто прикрепляется активный компонент катализатора. Носитель в основном используется для поддержки активного компонента, благодаря чему катализатор обладает определенными физическими характеристиками, в то время как сам носитель обычно не обладает каталитической активностью.
Требования к поддержке катализатора
1. Может снижать плотность активных компонентов, особенно драгоценных металлов.
2. Может быть изготовлен в определенной форме.
3. Можно в определенной степени предотвратить спекание между активными компонентами.
4. Может противостоять яду.
5. Он может оказывать взаимное воздействие с активным компонентом и основным катализатором.
Влияние носителя катализатора
1. Снизить стоимость катализатора.
2. Улучшение механической прочности катализатора.
3. Повышение термической стабильности катализатора.
4. Добавить каталитическую активность и селективность.
5. Продление срока службы катализатора
Представлено несколько основных носителей.
1. Активированный оксид алюминия: наиболее часто используемый носитель для промышленных катализаторов. Низкая цена, высокая термостойкость, хорошая совместимость активных компонентов.
2. Силикагель: химический состав — SiO2. Обычно получают из силиката натрия (Na₂Si₃). Силикатная кислота образуется под действием силиката натрия и кислоты. Полимеризация или конденсация кремниевой кислоты, структура полимера неясна.
SiO2 является широко используемым носителем, но его промышленное применение меньше, чем у Al2O3, что обусловлено трудностями в получении, слабым сродством к активным компонентам, легким спеканием под воздействием водяного пара и другими недостатками.
3. Диатомит: природный SiO2. Он содержит небольшое количество оксидов металлов и органических веществ, а его пористая структура и удельная поверхность изменяются в зависимости от происхождения. Перед использованием следует провести обработку кислотой. Во-первых, это позволяет улучшить содержание SiO2 и увеличить удельную поверхность, удельный объем пор и радиус первичных пор. Во-вторых, это улучшает термическую стабильность, что после обработки кислотой может еще больше увеличить удельную поверхность. Диатомит в основном используется для приготовления катализаторов с неподвижным слоем.
4. Активированный уголь: основным компонентом является углерод, содержащий небольшое количество водорода, кислорода, азота, серы и золы и т. д. Активированный уголь имеет нерегулярную структуру, напоминающую каменную мельницу, на его поверхности присутствуют карбонильные, хинонные, гидроксильные и карбоксильные группы. Активированный уголь характеризуется развитой пористой структурой и большой площадью поверхности, термической стабильностью и высокой прочностью.
5. TiO2: имеет три кристаллические формы: анатаз, пластинчатый титан и рутил. Синтез пластинчатой титановой руды затруднен из-за ее нестабильности; анатаз образуется при более низкой температуре с относительной плотностью 3,84 и большей удельной поверхностью. При нагревании до 600–1000 °C анатаз превращается в рутил, который имеет относительную плотность 4,22 и малую удельную поверхность.
6. Карбид кремния: температура плавления карбидной керамики превышает 2000 °C, она обладает высокой теплопроводностью, высокой твердостью, сильной термостойкостью и ударопрочностью, но легко окисляется в кислородной атмосфере. Поэтому SiC часто используется в качестве носителя катализатора в условиях высоких температур.
7. Молекулярное сито: это кристаллический силикат или силикоалюминат, система пор и полостей, состоящая из тетраэдров силико-кислородных или алюмо-алюминиевых тетраэдров, соединенных кислородными мостиковыми связями. Оно обладает высокой термической стабильностью, водостойкостью, а также устойчивостью к кислотам и щелочам.
Дата публикации: 10 августа 2019 г.