γ-Al2O3活性氧化鋁載體熱穩(wěn)定性
活性氧化鋁因其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)作為負(fù)載型催化劑載體在催化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中有相當(dāng)一部分催化反應(yīng)是在水熱環(huán)境中進(jìn)行的，如胺化、水合、脫水、氧氯化、羰基化、催化燃燒及甲烷選擇催化氧化等反應(yīng)。在低溫催化反應(yīng)過(guò)程中，γ-Al2O3活性氧化鋁載體在水熱條件下可發(fā)生再水合現(xiàn)象，100℃以下形成產(chǎn)物湃鋁石，100～110℃水合產(chǎn)物是湃鋁石和薄水鋁石的混合物，110℃以上的產(chǎn)物是薄水鋁石；高溫下，γ-Al2O3活性氧化鋁載體會(huì)發(fā)生高溫?zé)Y(jié)以及相變而造成載體比表面積大幅下降、孔結(jié)構(gòu)破壞或催化劑失活等問(wèn)題。此外，水蒸氣的存在會(huì)持續(xù)與氧化鋁進(jìn)行水合反應(yīng)，促使氧化鋁顆粒間Al—O—Al橋鍵不斷形成，也會(huì)加劇表面燒結(jié)引起比表面積銳減并導(dǎo)致催化劑失活。因此，制備出適用于水熱環(huán)境下催化反應(yīng)的高水熱穩(wěn)定性γ-Al2O3活性氧化鋁載體具有重要意義。
圍繞活性氧化鋁熱穩(wěn)定性問(wèn)題，學(xué)者們開(kāi)展了廣泛研究。氧化鋁發(fā)生燒結(jié)和相變的機(jī)理是由于其體相中存在很多四面體和八面體的空位，同時(shí)表面鋁粒子配位不飽和，在高溫和水蒸氣存在時(shí)，這些空位變得很活潑，氧化鋁粒子間羥基發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致比表面積降低并最終轉(zhuǎn)化為α 相。因此，采取改進(jìn)制備工藝、添加穩(wěn)定劑以及生成新物質(zhì)等手段“鈍化”氧化鋁的表面活性可有效阻滯其燒結(jié)和相變。
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