Mitkä ovat alumiinioksidin sovellukset katalyysissä
Alumiinioksidin tehtävä katalyysin alalla on monipuolinen, ja sen käyttö kantajana teollisessa katalyysissä on laajin. Lisäksi joitain alumiinioksidia voidaan käyttää myös katalyytteinä. Mitä tulee joihinkin alumiinioksidihydraatteihin, joita käytetään sideaineina katalyyttien tai kantajien muodostamisessa, niiden käyttöä alumiinioksidikatalyyttimateriaalina laajennetaan edelleen korkean lämpötilan kalsinoinnin jälkeen.
1. Alumiinioksidi katalyytin kantajana
Alumiinioksidia käytetään laajalti katalyytin kantajana sellaisilla aloilla kuin jalostus, lannoitteet ja petrokemian aineet.
(1) Puhdistuskatalyytin kantaja
Jalostuskatalyyttejä ovat pääasiassa katalyyttiset krakkauskatalyytit, katalyyttiset reformointikatalyytit, hydrofining-aineet, vetykrakkauskatalyytit, reformingin esikäsittelykatalyytit, alkylointikatalyytit, olefiinien pinoamiskatalyytit, eteenioksidihopeakatalyytit, jne. Katalyyttiset katalyyttiset katalyyttiset reformointikatalyytit{1} pallomainen, pitkänomainen ja apilanlehden -muotoinen; hydrauskatalyytin kantajat käyttävät enimmäkseen -alumiinioksidia, josta on tehty levyjä, palloja, pitkänomaisia muotoja ja apilanlehtiä, joihin on lisätty pieni määrä SiO:ta parantamaan lämpöstabiilisuutta. Viime vuosina sekä koti- että ulkomaiset markkinat ovat tuoneet markkinoille -alumiinioksidia, joka sisältää TiO:ta vetyrainan katalyyttien kantaja-aineena; etyleenioksidihopeakatalyytit käyttävät -Al2O3:a kantoaineina; alumiinioksidia käytetään osittain myös katalyyttisessä krakkauksessa.
(2) Lannoitekatalyytin kantoaineet
Lannoitekatalyyttien osuus kemiallisista katalyyteistä on suurin. Rikki-kestävät laajaa lämpötilaa{2}}muunnostavat katalyytit kuluttavat eniten alumiinioksidin kantajia, jotka kaikki käyttävät kantoaineena -Al2O3:a, pääasiassa pallomaisessa ja pitkänomaisessa muodossa, joilla on suuri markkinapotentiaali. Metanointikatalyytit käyttävät kantoaineena levy- tai pallomaista y-A103:a. Hiilivetyjen höyrykonversiokatalyyteissä kaasumaisessa hiilivetykonversiossa käytetään kantajina enimmäkseen -Al2O3:a. Matalan lämpötilan konversio-, metanolisynteesi- ja alkoholisynteesikatalyytit{15}} käyttävät enimmäkseen CuO·ZnO·Al0:a pääkomponenttina.
(3) Petrokemian katalyytin kantajat
Tolueenin dealkyloinnissa bentseeniksi käytetään pitkänomaista -Al2O3:a, joka on ladattu Cr2O3:lla. Etanolin dehydraatiossa eteeniksi, glykolin dehydraatiossa glykoliksi käytetään usein pallomaista tai pitkänomaista -Al2O3:a, jossa on pieniä määriä lisäaineita katalyytteinä. Hydrauskatalyyttejä on monia erilaisia, kuten bentseenifenolin hydraus sykloheksanoliksi, bentseenin hydraus sykloheksaaniksi käyttämällä -Al2O3-nikkelikantajaa ja -AL2O, jota käytetään reformointikatalyyttien rikinpoistoon. C2-kaasufaasihydrauksessa käytetään kantaja-aineena θ-Al2O3:a ja C3-nestefaasihydrauksessa δ-Al2O3:a kantajana. Al2O3 on COS-hydrolyysin pääkomponentti synteettisessä kaasun puhdistuksessa. Kloorinpoistoaineet käyttävät myös -Al2O3:a pääkomponenttina.
2. Alumiinioksidi katalyyttinä
Alumiinioksidia sisältäviä katalyyttejä käytetään enimmäkseen kantoaineina eri aktiivisten komponenttien kanssa. On myös luokka katalyyttejä, jotka käyttävät suoraan alumiinioksidia katalyyttinä tai valmistavat sekaoksidikatalyyttejä yhdistämällä alumiinioksidia muihin oksideihin. Claus-rikin talteenottokatalyytit, etanolin dehydratointikatalyytit, metanolin dehydraatio dimetyylieetteriksi, etanolin aminointi- ja esteröintikatalyytit ovat tyypillisiä esimerkkejä suoraan katalyytteinä käytetystä -Al2O3:sta. A10 ja AL0 voidaan käyttää katalyytteinä olefiinien kaksoissidosten siirrossa. Al2O3 voidaan myös syntetisoida muiden oksidien kanssa sekaoksidikatalyyttien valmistamiseksi sekakäyttöön.
3 Alumiinioksidi sideaineena
Katalyyttejä tai katalyytin kantajia muodostettaessa on usein tarpeen lisätä sideaineita muodostuksen apuaineiksi. Jotkut hydroksidit, erityisesti pseudo-böhmiitti, voivat toimia erinomaisina sideaineina sitomaan omia hiukkasia, joita on vaikea muodostaa, mutta jotka soveltuvat katalyytteiksi, tai sitomaan muita katalyyttihiukkasia, jotka eivät sovellu saostettavaksi kantajalle. Kun alumiinioksidia käytetään sideaineena, se ei vain paranna katalyyttisen materiaalin lujuutta, vaan myös huokoisuus ja hyvä lämmönkestävyys voivat säätää katalyytin huokosrakennetta ja lämmönkestävyyttä sekä mukautua korkeampiin regenerointilämpötiloihin. Lisäksi alumiinioksidilla on myös hyvä vedenkestävyys, joten katalyytti ei hajoa tai hajoa vaikka se olisi kostea tai märkä.