Aktiveret aluminiumoxidis 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 Katalysatorfeltfelter . Imidlertid påvirkes dens aktive tilstand af mange faktorer, såsom forberedelsesproces, varmebehandlingsbetingelser, overfladesyreindhold, urenhedsindhold og grad af hydrering . Derfor er en dyb forståelse af virkningen af disse faktorer på ydeevnen for aktiveret aluminium
1. Effekt af forberedelsesmetode på aktiviteten af aktiveret aluminiumoxid
Forberedelsesmetoden til aktiveret aluminiumoxid påvirker direkte dens specifikke overfladeareal, porestruktur og overfladekemiske egenskaber, hvilket bestemmer dens aktive tilstand . fælles forberedelsesmetoder inkluderer:
(1) Sol-gel-metode
Denne metode hydrolyserer aluminiumssalte (såsom aluminiumnitrat, aluminiumisopropoxid) til dannelse katalysatorfirmaer .
(2) Nedbørsmetode
Aluminiumshydroxid udfældes ved at justere pH -værdien af aluminiumsaltopløsningen, og derefter opnås aktiveret aluminiumoxid ved vask, tørring og calcining . de vigtigste kontrolparametre for nedbørsmetoden inkluderer præcipitant (ammoniak, naoh osv. kan øge det specifikke overfladeareal og overfladesyre i aluminiumoxid .
(3) Hydrotermisk metode
Under high temperature and high pressure hydrothermal conditions, aluminum precursors (such as boehmite) can be converted into high-crystallinity -Al₂O₃. The alumina prepared by this method has high thermal stability and regular pore structure, and is suitable for high-temperature catalytic reactions.
Aktiveret aluminiumoxid opnået ved forskellige fremstillingsmetoder har betydelige forskelle i specifikt overfladeareal, porestruktur og overfladehydroxylindhold, hvilket igen påvirker dets adsorption og katalytisk ydelse .
2. Effekt af varmebehandlingsbetingelser på den aktive tilstand
Varmebehandling (calcination) er et vigtigt trin i reguleringen af strukturen af aktiveret aluminiumoxid, der hovedsageligt påvirker dens krystalform, specifikke overfladeareal og overfladesyre .
(1) Calcineringstemperatur
• Lav temperaturkalkinering (300–500 grad): Dannelse af -al₂o₃ med højt specifikt overfladeareal, rige overfladehydroxylgrupper, egnet til adsorption og katalyse med lav temperatur .
• Medium temperaturkalkinering (500–800 grad): En del af hydroxylgrupperne fjernes, det specifikke overfladeareal falder lidt, men surhedsgraden og termisk stabilitet forbedres, egnet til katalytiske reaktioner såsom petroleumskrakning .}
• High temperature calcination (>1000 grad): -al₂o₃ omdannes gradvist til θ -al₂o₃ og -al₂o₃ med lavt specifikt overfladeareal, og aktiviteten reduceres markant .
(2) Calcination -atmosfære
• Luftkalkinering: fremmer tilbageholdelse af overfladehydroxylgrupper, der er egnet til anvendelser, der kræver høj overfladeaktivitet .
• Calcinering i inert atmosfære (N₂, AR): reducerer overfladeoxidation og er velegnet til kontrol af overfladesyre .
• Calcinering i reduktion af atmosfære (H₂): kan danne aluminiumsarter med lav valent, der påvirker katalytisk ydeevne .
3. Effekt af overfladeegenskaber på aktivitet
(1) Specifikt overfladeareal og porestruktur
• High specific surface area (>200 m²/g) giver mere aktive steder, hvilket forbedrer adsorption og katalytisk effektivitet .
• Passende porestørrelse (2–50 nm) letter diffusionen af reaktanter og undgår poreblokering .
(2) overfladesyre
Overfladesyreforholdet af aktiveret aluminiumoxid inkluderer Lewis -syre (koordineret umættet al³⁺) og Brønsted -syre (overfladehydroxyl):
• Lewis Acid: Fremmende olefin -polymerisation, isomerisering og andre reaktioner .
• Brønsted syre: Velegnet til protonkatalytiske reaktioner såsom hydrolyse og esterificering .
Overfladesyrefordelingen kan optimeres ved at justere forberedelsesmetoden og dopingmodifikationen (såsom introduktion af siO₂, f⁻ osv. .) .
4. Effekt af urenhedsdoping
Visse urenheder kan ændre den katalytiske ydelse markant for aktiveret aluminiumoxid:
• Fremme af urenheder (såsom Fe, NI, CO): kan fungere som aktive centre for at forbedre redox -ydelse .
• Forgiftning urenheder (såsom Na⁺, K⁺): neutraliser overfladesyre og reducer katalytisk aktivitet .
• Strukturelle stabilisatorer (såsom La₂o₃, SIO₂): Forbedre termisk stabilitet og forhindre sintring med høj temperatur .
5. Effekt af hydratiseringstilstand
Aktiveret aluminiumoxid indeholder et stort antal hydroxylgrupper (-OH) på dens overflade, og dens hydratiseringstilstand påvirker dens adsorption og katalytisk opførsel:
• Moderat hydrering (3-10% H₂O): Oprethold overfladehydroxylgrupper, forbedring af hydrofilicitet og katalytisk aktivitet .
• Overdreven dehydrering: fører til et fald i overfladehydroxylgrupper og reducerer aktivitet .
• Overdreven hydrering: kan blokere porer og påvirke diffusionen af reaktanter .
6. Indflydelse af opbevaringsbetingelser
Aktiveret aluminiumoxid kan reducere sin aktivitet under opbevaring på grund af fugtabsorption eller co₂ -adsorption . Derfor skal den opbevares i et tørt inert miljø eller passiveres på overfladen for at forbedre stabiliteten .
Den aktive tilstand afAktiveret aluminiumoxidpåvirkes af mange faktorer, herunder fremstillingsmetode, varmebehandlingsbetingelser, overfladeegenskaber, urenhedsdoping og hydratiseringstilstand . ved at optimere disse faktorer, dets specifikke overfladeareal, porestruktur og overfladesyre kan justeres og derved forbedre dens anvendelsesydelse i katalyse, adsorption og andre felter .}