پشتیبانی کاتالیست و حامل

پشتیبان ها و حامل های کاتالیزور به عنوان رسانه ای برای تحویل مواد کاتالیزوری برای کمک به فرآیند شیمیایی عمل می کنند. این امر با پوشش دادن اجزا با ماده حاصل می شود که به نوبه خود تعداد سایت های کاتالیزوری موجود را افزایش می دهد. آنها مکانیسم واکنش را با ارائه یک سطح کنترل شده با یک شیمی سطح خاص تسهیل می کنند. خواص شیمیایی سازه ها به شکل، ابعاد یا ترکیب کلی بستگی دارد. برخی از مواد بی اثر می مانند در حالی که برخی دیگر با تشکیل پیوند با اتم های سطح واکنش نشان می دهند. رسانه های مناسب شامل آلومینا و سیلیس و همچنین انواع مختلف کربن است.

شرایطی که به استحکام مکانیکی یا کمیت دقیق کاتالیزور وابسته است، نیازمند استفاده از حامل یا تکیه گاه برای تحویل ماده است. آنها اغلب در سیستم های کاتالیز ناهمگن استفاده می شوند و در کارهای مختلفی مانند:

• سنتز آمونیاک (فرایند هابر بوش)

• تولید هیدروژن از طریق رفرمینگ بخار

• سنتز اکسید اتیلن

• پلیمریزاسیون اتیلن زیگلر-ناتا

• گوگرد زدایی نفت

انواع ساپورت کاتالیست و حامل

طیف گسترده‌ای از ساپورت‌ها و حامل‌های کاتالیزور وجود دارد که ویژگی‌های منحصربه‌فردی را برای استفاده‌های تخصصی ارائه می‌دهد. انواع اصلی عبارتند از:

سیلیس فومد و اکسیدهای فلزی: این دسته از محصولات در انواع مختلف تولید کاتالیزور استفاده می شوند. توابع کلیدی آنها عبارتند از:

• کنترل واکنش پذیری سطح و پروفیل در سیستم کاتالیزوری.

• تهیه منبع سیلیس برای کمک به سنتز زئولیت.

• عمل به عنوان بایندر یا عوامل کنترل رئولوژی برای کمک به فرآیند تشکیل.

مواد دارای مزایای زیر هستند:

• قابلیت تنظیم سطح

• شیمی سطح تنظیم شده در تولید مداوم

• سطوح بالایی از خلوص و پایداری حرارتی

• تولید سفارشی

• افزایش چگالی فشرده

• تخلخل تعریف شده

تکیه گاه ها و حامل های حلقه سرامیکی پرس شده: حلقه های ساخته شده از سرامیک در قالب های چند حفره ای پرس می شوند. این منجر به ابعاد دقیق و ساختار هندسی می شود که قابلیت حجم بهینه را تسهیل می کند. آنها در کاربردهایی یافت می شوند که به صنایعی مانند تولید مواد شیمیایی و پتروشیمی خدمت می کنند. انتخاب مواد شامل استاتیت ها، آلومینا و کاربیدهای سیلیکون است که ویژگی های زیر را ارائه می دهد:

• کاهش اثر آلودگی ذرات

• خلوص بالا

• مقاومت در برابر خوردگی در محیط های شیمیایی تهاجمی

• کاهش شن و گرفتگی پودر ریز

تکیه گاه ها و حامل های کاتالیست لانه زنبوری سرامیکی: این عناصر پتروشیمی، سوزاندن زباله و کاربردهای مشابه را پوشش می دهند. آنها بر اساس ساختار لانه زنبوری با سطح بیشتر، مقاومت راه هوایی محدود و استحکام ساختاری برتر هستند. پس از شلیک احیا، آنها با لایه ای از خاکی کمیاب فعال، فلزات انتقالی یا گرانبها پوشانده می شوند.

در مورد ترکیب سرامیکی، حامل های متراکم کاتالیزورهای نوع پوسته را همراهی می کنند، در حالی که اشکال متخلخل با کاتالیزورهای آغشته جفت می شوند. عناصر سرامیکی دارای ویژگی های زیر هستند:

• بی اثری شیمیایی

• استحکام مکانیکی و پایداری

• مشخصات سطح پایین

• یکنواختی مواد حجیم

تکیه گاه ها و حامل های سیلیس کلوئیدی: محصولات به عنوان چسب ها و تکیه گاه ها/حامل ها برای مواد کاتالیزوری عمل می کنند که خواص زیر را نشان می دهند:

• اتصال غیر آلی استثنایی

• بی اثری در اکثر سیستم های شیمیایی

• پایداری بالا در دمای واکنش معمولی

• سطح ویژه بزرگ برای افزایش فعالیت کاتالیزوری

ترک خوردگی و عدم تناسب هیدروکربنی نمونه هایی از فرآیندهایی هستند که برای تهیه مواد کاتالیزوری به اجزای سیلیس کلوئیدی متکی هستند. در مواردی که یک کاتالیزور دارای غلظت بالایی از آلومینا است، آماده سازی آن شامل انجام مراحلی برای رسوب همزمان آلومینا و سیلیس کلوئیدی ژل است. در نتیجه یک خروجی از نسبت آلومینا به سیلیس مورد نظر تشکیل می شود.

تولیدکنندگان پلی الفین از سیلیس به شکل ذرات به عنوان حامل ترکیبات ضروری برای تولید پلی اتیلن استفاده می کنند. سیلیس علاوه بر ارائه عوامل کاتالیزوری، به عنوان یک شرکت کننده فعال در فرآیند پلیمریزاسیون عمل می کند. اندازه و شکل ترکیب سیلیکا انتخاب شده تأثیر قابل توجهی بر عملکرد نهایی مکانیسم و ​​ویژگی های پلیمر دارد.

زئولیت ها: این غربال های مولکولی آلومینوسیلیکات هم به عنوان تکیه گاه و هم به عنوان کاتالیزور ساده عمل می کنند. تحقیقات اخیر بر روی زئولیت ها با کاتیون های فلز قلیایی مبادله شده و اکسیدهای فلز قلیایی تولید شده توسط انسداد متمرکز شده است. زئولیت‌های پایه در شرایطی که خوشه‌های نانوذرات فلزی Ru کاتالیز را در واکنش سنتز آمونیاک هدایت می‌کنند، به عنوان پشتیبان ایده‌آل عمل می‌کنند.

چگونه کاتالیزورها و حامل ها کار می کنند

تهیه کاتالیزورهای پشتیبانی شده با استفاده از دو روش انجام می شود. روش اول، اشباع، شامل درمان یک تکیه گاه جامد با محلول پیش کاتالیست است. هنگامی که خروجی متعاقب فعال می شود، پیش کاتالیست حالت فعال تری به خود می گیرد. تکیه گاه های استاندارد به شکل گلوله ساخته شده از نمک فلزی هستند. در روش دوم از روش رسوب همزمان برای بدست آوردن مواد کاتالیزوری از محلول همگن استفاده می شود.

عناصر حامل به دلیل پایداری حرارتی و توانایی تحمل محیط فعال‌سازی پیش از کاتالیزور انتخاب شده‌اند. برخی از واکنش ها جریان های هیدروژنی با دمای بالا را برای تحریک پیش کاتالیزورها درگیر می کنند. برخی دیگر برای درمان کاتالیزورهای آلوده به کاهش اکسیداسیون که در دماهای بالا رخ می دهد متکی هستند.

فرآیندی به نام "سرریز" ممکن است در حین کاتالیز اتفاق بیفتد که در آن مواد جذبی، از جمله هیدروژن و اکسیژن، با یک تکیه گاه یا حامل بدون ورود مجدد به فاز گازی تعامل دارند و از آن عبور می کنند. عناصر ناهمگن برهمکنش‌های محکمی با پشتیبانی از فلز نشان می‌دهند، مانند سرریز، که تعامل مواد کاتالیزوری را با تکیه‌گاه‌ها و حامل‌هایشان نشان می‌دهد.

برنامه های کاربردی

پشتیبانی کاتالیزور و حامل در مجموعه متنوعی از کاربردها وجود دارد، از جمله:

• راکتورهای بستر ثابت

• راکتورهای بستر دوغابی

• ابزار سنگ زنی و پرداخت

• سرامیک

• بسترهای مدار فیلم ضخیم

• مواد تزئینی

• گچ

• نمایشگرهای فلورسنت خلاء

• اجزای پوشش شستشو

• شکل دهی فلز

• تولید مواد شیمیایی

• پتروشیمی ها

• سوزاندن زباله

• رنگ کنید

• تصفیه گازهای زائد

• تصفیه فاضلاب

• تولید پلی اتیلن

مواد

مجموعه ای از مواد به عنوان پشتیبان و حامل عمل می کند، از جمله:

• استاتیت ها

• آلومینا

• کربن ها

• سیلیس

• کاربیدهای سیلیکون

• پلاتین و سایر فلزات گرانبها

• سرامیک

• سیلیس دود

• اکسید فلز دود شده

انتخاب پشتیبانی کاتالیست و حامل

پشتیبان ها و حامل های کاتالیست دارای طیف وسیعی از مواد و ویژگی ها هستند. بسیاری از این سازه ها برای وظایف و محیط های خاص طراحی شده اند. هنگام انتخاب یک محصول، مشخصات سازنده را بررسی کنید تا مشخص شود که آیا آن محصول با هدف مورد نظر مطابقت دارد یا خیر.

منبع:https://www.globalspec.com/