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活性氧化铝水热稳定性

2021-01-08 08:57:54 淄博同心新材料技术有限公司 阅读

活性氧化铝由于其独特的孔结构和比表面性质,在催化剂领域被广泛用作负载型催化剂载体。有些催化反应是在水热环境中进行的,如胺化、水合、脱水、氧氯化、羰基化、催化燃烧和甲烷选择性催化氧化等。在低温催化反应过程中,活性氧化铝载体可以在水热条件下再水化。低于100℃的水化产物是勃姆石和勃姆石的混合物,高于110℃的水化产物是勃姆石。在高温下,由于高温烧结、相变、孔结构破坏或催化剂失活,载体的比表面积大大减小。此外,水蒸气的存在将继续与氧化铝的水化反应,促进氧化铝颗粒间形成al-o-al桥键,并加剧表面烧结,导致比表面积急剧减小和催化剂失活。因此,制备高水热稳定性的γ-氧化铝载体对水热环境下的催化反应具有重要意义。氧化铝的烧结和相变机理是由于体相中存在许多四面体和八面体空位,以及铝颗粒在表面的不饱和配位。这些空位在高温和水蒸气的存在下变得非常活跃。氧化铝颗粒间的羟基发生反应,导致比表面积减小,最终转变为α相。因此,通过改进制备工艺、添加稳定剂和制备钝化氧化铝表面活性的新材料,可以有效地延缓氧化铝的烧结和相变。采用溶胶-凝胶法、浸渍法和共沉淀法对制备过程中改性的氧化铝颗粒的结构和形貌进行了改进,降低了比表面积的损失。研究了氧化铝在空气和水蒸气存在下的3种烧结行为。通过比较发现,溶胶-凝胶法制备的样品能显著提高γ-氧化铝的微孔稳定性和抗烧结性,其次是浸渍法和共沉淀法。另外,烧结动力学研究表明,溶胶-凝胶法和浸渍法制备的载体的烧结机理为体积扩散过程,而共沉淀法制备的载体为表面扩散机制。采用分步浸渍法引入二氧化硅和金属氧化物对氧化铝进行改性。结果表明,改性氧化铝能有效地抑制复水过程,提高水热稳定性。

活性氧化铝

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