Активований глиноземis a non-stoichiometric alumina (Al₂O₃·nH₂O) with a high specific surface area and abundant surface hydroxyl groups. Its main crystal form is -Al₂O₃. Due to its excellent adsorption, catalytic activity and thermal stability, activated alumina is widely used in petrochemical, environmental protection, gas drying and catalyst carrier Поля . Однак на його активний стан впливає багато факторів, таких як процес підготовки, умови термічної обробки, поверхнева кислотність, вміст домішок та ступінь гідратації ., отже, глибоке розуміння впливу цих факторів на продуктивність активованого глинозему має велике значення для оптимізації його промислового застосування.}
1. Вплив методу підготовки на активність активованого глинозему
Метод підготовки активованого глинозему безпосередньо впливає на його специфічну площу поверхні, структуру пор та поверхневі хімічні властивості, таким чином визначаючи його активний стан . Загальні методи підготовки включають:
(1) Соль-гельський метод
Цей метод гідролізує алюмінієві солі (наприклад, алюмінієва селітрація, алюмінієвий ізопропоксид) для утворення золю, який потім геліє, сушить і промазується для отримання -al₂o₃ . активованого алюміна, підготовленого методом соль-гелю, зазвичай має високу специфічну поверхневу площу (300–500 м²/г) та контрольована розподіл пори, що діє на високу, і діапазонність, що діє на високу діапазію. оператори .
(2) метод опадів
Алюмінієвий гідроксид осаджується шляхом регулювання значення рН розчину алюмінієвої солі, а потім активований глинозем отримується шляхом промивання, сушіння та кальцинації . ключові параметри управління методом опадів включають осад (аміа, NaOH тощо .), значення рН та часткового часу.} оптимізація цих умов, що знаходяться на поверненні,.} оптимізація цих умов, що знаходяться на поверненні,.}, що оптимізує ці умови. глинозем .
(3) Гідротермальний метод
У гідротермальних умовах високого температури та високого тиску, алюмінієві попередники (такі як Boehmite) можуть бути перетворені в висококристалічність -al₂o₃ . Аруміна, підготовлений цим методом, має високу термічну стабільність і регулярну структуру пор, і підходить для каталітичних реакцій з високою температурою .
Активований глинозем, отриманий різними методами підготовки, мають значні відмінності у специфічній площі поверхні, структурі пор та поверхневому вмісту гідроксилу, що, в свою чергу, впливає на його адсорбцію та каталітичну продуктивність .
2. Вплив умов термічної обробки на активний стан
Теплова обробка (прожарювання) є ключовим кроком у регулюванні структури активованого глинозему, який в основному впливає на його кристалічну форму, питому площі поверхні та поверхневої кислотності .
(1) Температура прожарювання
• Кальцинація низької температури (300–500 градусів): утворення -al₂o₃ з високою специфічною площею поверхні, багатими поверхневими гідроксильними групами, придатними для адсорбції та низькотемпературного каталізу .
• Кальцинація середньої температури (500–800 градусів): Частина гідроксильних груп видаляються, специфічна площа поверхні незначно зменшується, але кислотність та термічна стійкість покращуються, придатні для каталітичних реакцій, таких як розтріскування нафти .
• High temperature calcination (>1000 градусів): -al₂o₃ поступово перетворюється на θ -Al₂o₃ і -al₂o₃ з низькою питомою площею поверхні, а активність значно знижується .
(2) атмосфера кальцинації
• Повітряне кальцинація: сприяє утриманню поверхневих гідроксильних груп, що підходить для застосувань, що потребують високої поверхневої активності .
• Кальцинація в інертній атмосфері (N₂, AR): зменшує окислення поверхні і підходить для контролю поверхневої кислотності .
• Кальцинація в зменшенні атмосфери (H₂): може утворювати низько валентні види алюмінію, що впливає на каталітичну продуктивність .
3. Вплив властивостей поверхні на активність
(1) Питома площа поверхні та структури пор
• High specific surface area (>200 м²/г) забезпечує більш активні сайти, вдосконалюючи адсорбцію та каталітичну ефективність .
• Відповідний розмір пор (2–50 нм) сприяє дифузії реагентів і уникає блокування пор .
(2) поверхнева кислотність
Поверхнева кислотність активованого глинозему включає кислоту Льюїса (координована ненасичена Al³⁺) та Brønsted Acid (поверхневий гідроксил):
• Кислота Льюїса: сприяє полімеризації олефіну, ізомеризації та інших реакцій .
• Brønsted кислота: підходить для протонних каталітичних реакцій, таких як гідроліз та естерифікація .
Розподіл поверхневої кислотності може бути оптимізований шляхом регулювання методу підготовки та допінгової модифікації (наприклад, введення sio₂, f⁻ тощо .) .
4. Ефект допінгу домішки
Деякі домішки можуть суттєво змінити каталітичні показники активованого глинозему:
• Сприяння домішкам (наприклад, Fe, Ni, CO): може діяти як активні центри для підвищення окислювально -відновної продуктивності .
• отруєння домішок (наприклад, Na⁺, K⁺): нейтралізувати поверхневу кислотність і зменшити каталітичну активність .
• Структурні стабілізатори (наприклад, La₂o₃, Sio₂): Поліпшення теплової стійкості та запобігання високотемпературному спіканню .
5. Ефект стану гідратації
Активований глинозем містить велику кількість гідроксильних груп (-OH) на його поверхні, а його стан гідратації впливає на його адсорбцію та каталітичну поведінку:
• Помірна гідратація (3–10% H₂O): підтримка поверхневих гідроксильних груп, покращення гідрофільності та каталітичної активності .
• Надмірна зневоднення: призводить до зменшення поверхневих гідроксильних груп і зменшує активність .
• Надмірна гідратація: може блокувати пори і впливати на дифузію реагентів .
6. Вплив умов зберігання
Активований глинозем може зменшити свою активність під час зберігання через поглинання вологи або адсорбцію Co₂, тому його потрібно зберігати в сухому інертному середовищі або пасивується на поверхні, щоб покращити стабільність .
Активний станАктивований глиноземвпливає багато факторів, включаючи метод підготовки, умови обробки тепла, поверхневі властивості, допінг домішки та стан гідратації . шляхом оптимізації цих факторів, його специфічна площа поверхні, структуру пор та кислотність поверхні можуть бути скориговані, тим самим покращуючи продуктивність застосування в каталізі, адсорбції та інших полях .}}}