Wrth i'r gofynion ar gyfer catalysis mewn meysydd megis mireinio, diwydiant cemegol glo, diwydiant cemegol cain, meddygaeth gemegol, catalysis amgylcheddol, ac ati, barhau i gynyddu, ni all cludwyr alwmina pur fodloni gofynion catalyddion mwyach, gan arwain at ddiddordeb cynyddol yn yr ymchwil i dechnoleg paratoi deunydd cyfansawdd alwmina gweithredol. Gellir rhannu deunyddiau alwmina yn ddeunyddiau wedi'u haddasu yn seiliedig ar alwmina a-defnyddiau cyfansawdd sy'n seiliedig ar alwmina. Nid yw'r cyntaf yn newid strwythur Al2O3, tra bod yr olaf yn newid strwythur y fframwaith. Mae deunyddiau wedi'u haddasu sy'n seiliedig ar alwmina yn newid priodweddau wyneb Al2O3 yn bennaf trwy gyflwyno mân ychwanegion megis silica (SiO2), titaniwm deuocsid (TiO2), elfennau daear prin, ffosfforws, ac ati. Mae deunyddiau cyfansawdd sy'n seiliedig ar Alwmina, ar y llaw arall, yn cyflwyno cynnwys uwch o ychwanegion megis silica (SiO2), titaniwm deuocsid (TiO2), elfennau daear prin, ac ati, trwy ddulliau paratoi penodol, gan arwain at wahaniaethau sylweddol yn strwythur fframwaith deunyddiau alwmina o'i gymharu â deunyddiau alwmina sengl.
Mae gan ddeunyddiau wedi'u haddasu sy'n seiliedig ar alwmina a deunyddiau cyfansawdd sy'n seiliedig ar alwmina lawer o briodweddau ffisigocemegol unigryw, megis y gallu i addasu'r rhyngweithio rhwng y cludwr a'r gydran weithredol, newid morffoleg safleoedd gweithredol, gwella gweithgaredd neu ddetholusrwydd y catalydd, ac ati.
Deunyddiau -wedi'u haddasu yn seiliedig ar alwmina:
Effaith addasiad TiO2 ar briodweddau alwmina:
Gall cyflwyno TiO2 i gludwyr alwmina nid yn unig effeithio ar strwythur pore ac asidedd wyneb y cludwr ond hefyd yn dylanwadu ar strwythur electronig y cydrannau gweithredol ar ôl eu llwytho, yn ogystal â'r rhyngweithio rhwng y cydrannau gweithredol a'r cludwr a gweithgaredd y catalydd.
Effaith addasiad TiO2 ar strwythur mandwll:
Mae cyflwyno titaniwm i ddeunyddiau alwmina i'w haddasu yn arwain at ostyngiad yn arwynebedd arwyneb penodol a chyfaint mandwll y deunydd wedi'i addasu gyda'r swm cynyddol o ditaniwm a gyflwynwyd, yn bennaf oherwydd meddiannu atomau titaniwm ym mandyllau alwmina.
Effeithiau strwythurol addasu TiO2:
Gall wella'r rhyngweithio rhwng cydrannau gweithredol metel a'r cludwr.
Effeithiau electronig addasu TiO2:
Mewn adweithiau hydrogeniad, gall TiO2 weithredu fel hyrwyddwr electronau, gan hwyluso trosglwyddo electronau o'r cludwr i'r metel, a thrwy hynny helpu i gynhyrchu safleoedd mwy cydlynol annirlawn a gwella gweithgaredd hydrogeniad y catalydd.
Dulliau cyffredin o addasu TiO2:
Fel arfer cyflwynir addasiad TiO2 trwy ddulliau megis ychwanegion tebyg neu gyflwyno ïonau metel. Mae dulliau paratoi nodweddiadol yn cynnwys dyddodiad (dyodiad TO2 ar - Al2O3, sol alwminiwm, ac ati), dyddodiad anwedd, trwytho, ac ati.
Effaith addasiad SiO2 ar briodweddau alwmina:
SiO2 yw'r addasydd a ddefnyddir amlaf ar gyfer alwmina. Nid oes ganddo bron unrhyw asidedd, ond o'i gyfuno ag Al2O3 fel ychwanegyn neu wrth ffurfio ocsidau cyfansawdd SiO2-Al2O3, gall wella asidedd gwan arwynebau Al2O3 yn fawr a chynhyrchu asid Bronsted. Yn ogystal, gall hefyd wella'r rhyngweithio rhwng y cludwr a'r gydran fetel weithredol.
O'i gymharu â deunyddiau Al2O3, mae gan ddeunyddiau SiO2 arwynebeddau penodol mwy a rhyngweithiadau gwannach â chydrannau gweithredol metel. Gall cyflwyno SiO2 ar gyfer addasu Al2O3 helpu i wella gwasgariad cydrannau gweithredol ar y cludwr. Gall cyflwyno swm priodol o SiO2 i Al2O3 leihau'r wyneb Al3+ o Al2O3 yn effeithiol, gan wanhau'r rhyngweithio cryf rhwng y gydran weithredol a'r cludwr yn y catalydd.
Effaith addasiad SiO2 ar strwythur mandwll:
Gall cyflwyno SiO2 i alwmina gynyddu'n sylweddol gyfaint mandwll a maint mandwll deunyddiau alwmina. Mae cyfaint mandwll ac arwynebedd penodol deunyddiau ffug-boehmite cyfres addasedig SiO2 a baratowyd gan Sasol Company yn cynyddu'n raddol wrth i gynnwys SiO2 gynyddu o 1% i 10%.
Effaith addasiad SiO2 ar asidedd arwyneb:
Mae adweithiau catalytig asid gwahanol yn gofyn am briodweddau asidig gwahanol o ddeunyddiau: mewn isomerization, cyfnewid hydrogen, ac adweithiau eraill, mae safleoedd actif catalytig wedi'u crynhoi mewn safleoedd asid cryf; mewn cracio octane arferol, polymerization propylen, ac adweithiau eraill, mae safleoedd gweithredol catalytig wedi'u crynhoi mewn safleoedd asid gwannach; tra mewn adweithiau dadhydradu, gall safleoedd asid cryf a safleoedd asid gwan chwarae rhan. Felly, mae dewis cludwr â chryfder, dosbarthiad a math asid priodol yn hanfodol i sicrhau gweithgaredd y catalydd.
Dulliau cyffredin o addasu SiO2:
Wrth baratoi ffugboehmite, gellir cyflwyno SiO2 yn ystod heneiddio trwy gyflwyno halwynau anorganig fel sodiwm silicad fel ffynhonnell silicon, neu trwy eu cyflwyno cyn heneiddio. Gan fod strwythur mandwll ffugboehmite wedi'i ffurfio cyn heneiddio, p'un a yw wedi'i gyflwyno cyn neu yn ystod heneiddio, mae halwynau anorganig fel sodiwm silicad yn dod i gysylltiad yn hawdd â ffug-boehmite ar ffurf agregau, gan arwain at gyswllt anwastad rhwng SiO2 ac AlO, gan effeithio ar briodweddau arwyneb deunyddiau SiO2{03}Al. Felly, y ffordd fwyaf cyffredin o gyflwyno SiO2 i'w addasu yw ei gyflwyno yn ystod y broses fowldio, hynny yw, cymysgu a mowldio ffug-boehmite ac alwmina silica amorffaidd, neu fowldio ar ôl trin ffug-boehmite sydd ar gael yn fasnachol. Gall defnyddio alwmina silica amorffaidd i'w addasu yn ystod y broses fowldio o ddiwygio cludwyr catalydd hydrogeniad gynyddu'n sylweddol arwynebedd arwyneb penodol ac asidedd wyneb y cludwr a'r catalydd, ac mae'r catalydd a baratowyd gyda chludwr alwmina wedi'i addasu â silicon hefyd yn gwella'n sylweddol y gweithgaredd hydrodesulfurization.
Addasiadau eraill a'u heffeithiau ar briodweddau alwmina:
Er mwyn gwella sefydlogrwydd thermol, cryfder mecanyddol, strwythur mandwll, a phriodweddau wyneb alwmina, mae addasiadau cyfansawdd anorganig a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys addasu magnesiwm ocsid, addasiad ocsid daear prin, addasu bariwm ocsid, addasu borate, addasu ffosffad, addasu syrffactydd, addasu carbon du, ac addasu rhidyll moleciwlaidd, ac ati.
Addasiad ocsid daear prin:
Mae gan Alwmina o leiaf wyth math o grisial, rhai ohonynt yn homogenaidd ond mae rhai yn drosiannol, ond pan fydd y tymheredd yn uwch na 1200 gradd, maent i gyd yn trawsnewid i'r un cynnyrch terfynol sefydlog, - Al2O3. Ym maes catalysis, er mwyn gwella sefydlogrwydd thermol a gweithgaredd catalytig alwmina gweithredol, mae angen atal trawsnewidiad cyfnod o alwmina ar dymheredd ystafell. Mae gan elfennau prin y ddaear ddosraniadau electronau allanol arbennig, radiysau ïonig mwy, ymdoddbwyntiau uwch, a gweithgaredd cemegol uwch. Gall swm bach sy'n cael ei ychwanegu at alwmina wella sefydlogrwydd thermol alwmina yn sylweddol.
Gellir ychwanegu addasiad ocsid metel daear prin wrth baratoi cludwyr alwmina neu ar ôl i'r gwaith o baratoi cludwyr alwmina gael ei gwblhau, megis trwy addasu impregnation neu addasu cotio.
Addasiad ffosfforws:
Gall ffosfforws, fel ychwanegyn pwysig ar gyfer catalyddion hydrogeniad, wella priodweddau electrocemegol wyneb ac asidedd wyneb y catalydd, lleihau cyfradd dyddodiad carbon ar y catalydd, a helpu'r catalydd i weithredu'n sefydlog am gyfnodau hir. Gall cyflwyno ffosfforws i alwmina nid yn unig newid gweithgaredd y catalydd hydrogeniad ond hefyd newid detholiad y catalydd hydrogeniad.
Addasu rhidyllau moleciwlaidd
Mae gan ridyllau moleciwlaidd strwythur crisialog wedi'i drefnu'n dda, microfandyllau o faint unffurf, arwynebedd arwyneb penodol enfawr, y gallu i gyfnewid catïonau â phriodweddau catalytig oherwydd gwefrau negyddol fframwaith cytbwys, a phresenoldeb priodweddau adeileddol arbennig megis cydrannau nad ydynt yn fframwaith a all fodoli o fewn strwythur y fframwaith, gan wneud rhidyllau moleciwlaidd yn gatalyddion a chatalyddion cludo moleciwlaidd effeithiol. O'i gymharu â rhidyllau moleciwlaidd, mae alwminiwm ocsid, fel un o gydrannau pwysig cludwyr catalydd, yn arddangos nodweddion megis arwynebedd penodol uchel, cyfaint mandwll mawr, a dosbarthiad maint mandwll ehangach. Mae ymgorffori rhidyllau moleciwlaidd yn strwythur alwminiwm ocsid yn galluogi paratoi catalyddion gyda pherfformiad catalytig uwch
Addasiad boron
Mae effaith boron ar gludwyr Al2O3 yn amlygu'n bennaf mewn dwy agwedd: 1) lleihau nifer y canolfannau asid cryf yn y catalydd a chynyddu nifer y canolfannau asid gwan a chanolig; 2) newid strwythur a morffoleg y cludwr Al2O3, gan effeithio ar wasgariad a phentyrru cydrannau gweithredol ar y cludwr.