ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Создание определенной пористой структуры катализаторов из "Технология катализаторов" Влияние pH на объем пор является более сложным, так как объем пор представляет собой функцию упаковки и размера частиц (глобул). [c.77] Из минеральных адсорбентов (носителей) и катализаторов наряду с силикагелем широкое применение нашел гидроксид алюминия. Кристаллизующийся гидроксид алюминия достоит из глобулярных частиц аморфной структуры, внутри которых находятся кристаллы гидроксида. Во время сушки кристаллическая часть гидроксида образует жесткий скелет, противостоящий сжатию под действием капиллярных сил, аморфная же часть легко деформируется и характер упаковки частиц гидроксида алюминия зависит от соотношения аморфной и кристаллической фаз. Это соотношение обусловлено условиями осаждения. Низкая температура, небольшие значения pH среды и быстрое смешение компонентов благоприятствуют увеличению содержания аморфной фазы [65]. Чем выше степень окристаллизованности гидроксида, тем меньше плотность упаковки и тем более крупнопористой структурой будет обладать готовый продукт. [c.77] Наиболее распространенными системами среди адсорбентов (носителей) и катализаторов являются двухкомпонентные системы на основе кремниевой кислоты и гидроксида какого-либо металла. На пористую структуру таких смесей оказывают влияние как факторы, воздействующие на индивидуальные оксиды, так и ряд дополнительных, а именно состав смеси, воздействие друг на друга гидроксидов в процессах созревания и обезвоживания. Совместное осаждение приводит к изменению размера глобул, а, следовательно, к изменению характера пористости и значения удельной площади поверхности смешанной системы. При осаждении бинарных систем, одним из компонентов которых является 5102, а другим — гидроксид металла, кристаллизующийся со временем, защитное действие оказывает кремнезем, препятствующий кристаллизации [65]. Бинарные оксидные системы, например алюмосиликагели, применяют в качестве катализаторов процессов химической и нефтеперерабатывающей промышленности [2, 43, 51 ]. [c.78] Регулировать пористую структуру можно также при синтезе катализаторов методом склеивания исходного материала, пронизанного тонкими порами. Таким путем могут быть получены бидисперсные материалы [20, 51 ]. [c.78] Особое место среди адсорбентов, носителей и катализаторов занимают синтетические и природные цеолиты и цеолитсодержащие материалы, которые нашли применение за последние двадцать лет [65, 78, 79]. [c.78] В настоящее время наряду с чистыми синтетическими цеолитами все шире используют смешанные системы цеолит—аморфное пористое тело (силикагель, алюмогель, алюмосиликагель и др.) [80[. Аморфный компонент цеолитсодержащего катализатора называют матрицей. Обычно в аморфную матрицу вводят до 20 % цеолита типов X или У, чаще в виде водородной или редкоземельной формы. По мере повышения количества цеолита в образцах возрастает объем мезопор и резко увеличивается объем пор с диаметром выше 150 нм. [c.78] Трансформация структуры при прокаливании и обработке паром происходит из-за изменения размеров, формы и взаимного расположения первичных частиц в результате диффузии. Этот перенос может происходить как за счет поверхностной диффузии вещества геля в местах срастания первичных частиц, так и при испарении этого вещества в одном месте и конденсации в другом [81]. [c.79] При создании катализаторов нанесенного типа значительный интерес для использования в качестве модификаторов структуры представляют соединения, которые достаточно широко применимы как компоненты ряда контактных масс, например соединения ванадия [2, 51, 82, 83], фосфора [84] и др. [c.79] После пропитки катализаторы подвергают, как правило, термообработке, при которой имеют место топохимические реакции, т. е. реакции, в которых как минимум один реагент и один продукт находится в твердой фазе. Реакции локализуются на поверхности раздела твердых фаз (реагента и продукта реакции). В начале такой реакции происходит образование ядер новой фазы — фазы твердого продукта. Эти ядра растут в ходе реакции, их поверхность увеличивается и одновременно возрастает наблюдаемая скорость реакции. Затем ядра начинают перекрываться, поверхность раздела фаз уменьшается и вместе с ней снижается скорость реакции. Таким образом, характерной особенностью топохимических реакций является дифференциальная кинетическая кривая с максимумом. [c.79] С ростом концентрации УгОб в пропиточном растворе (рис. 2.18) и температуры прокаливания непрерывно увеличивается средний радиус пор, при этом удельная площадь поверхности уменьшается (см. рис. 2.17). Начиная примерно с 950 °С, происходит усадка зерен — суммарный объем пор уменьшается. [c.80] При выявлении динамики перехода одной структуры в другую и вскрытии механизма этого явления проведены следующие исследования. Смесь, состоящую из КУОд и шариков алюмосиликата, помещали в муфельную печь на 20 ч при 750 °С. После окончания опыта оказалось, что алюмосиликат полностью растворился в КУОз. Описанный эксперимент модельно отражает то, что происходит в объеме пропитанного носителя при его термообработке. [c.81] Трансформация структуры носителя, пропитанного солями ванадия, зависит, как уже указывалось, от концентрации соли, температуры и времени термической обработки. Кинетика, характеризующая изменение радиуса пор во времени при определенной температуре, представлена на рис. 2.20. Каждому температурному режиму соответствует конкретная пористая структура, отражающая изменения концентрации насыщенных растворов алюмосиликата в КУО . [c.81] Достаточно гибко можно менять пористость, изменяя температуру прокаливания, сохраняя постоянным содержание РаОб. [c.82] Установлено, что соединения фосфора удается практически полностью экстрагировать водой или 10 % раствором H2SO4, сохраняя при этом измененную структуру носителя. [c.83] Таким образом, свойство фосфорных соединений как модифицирующих добавок в сочетании сих каталитическим началом может быть реализовано при синтезе различных контактных масс с заданными характеристиками. [c.83] Изучение закономерностей, связывающих скорость течения каталитического процесса со структурой контакта, позволяет объяснить оптимальность пористой структуры, которая отвечает максимальной степени превращения реагентов. [c.83] Вернуться к основной статье