Alumina attivata (-Al₂O₃), bħala appoġġ ta 'katalist, tintuża ħafna fir-raffinar taż-żejt, l-industrija kimika tal-faħam, u oqsma oħra. Bit-tendenza dejjem tiżdied ta 'żejt mhux raffinat itqal u ta' kwalità aktar baxxa-, id-domanda għal appoġġi bi strutturi makroporuża u mesoporuża saret aktar urġenti biex ittejjeb it-trasferiment tal-massa u l-effiċjenza tad-diffużjoni ta 'molekuli kbar. L-iffurmar ta 'estrużjoni huwa wieħed mill-aktar metodi komuni għall-iffurmar ta' appoġġi ta 'alumina attivata, u l-istruttura tal-pori tagħha hija influwenzata minn fatturi multipli bħal proprjetajiet tat-trab, addittivi li jiffurmaw, u parametri tal-proċess ta' estrużjoni. Il-kontroll effettiv tal-istruttura tal-pori matul il-proċess tal-iffurmar sar hotspot ta 'riċerka.
Fatturi Ewlenin li Jaffettwaw l-Istruttura tal-Pori
01 Proprjetajiet tat-Trab tal-Alumina
Il-morfoloġija, id-daqs u d-distribuzzjoni tal-partiċelli, l-istruttura tal-pori, u l-erja tal-wiċċ speċifika tat-trab tal-alumina jaffettwaw b'mod sinifikanti l-iffurmar tal-estrużjoni u l-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-appoġġ. Fost dawn, il-morfoloġija u d-daqs tal-partiċelli jirriflettu l-flussabbiltà u l-kompressibbiltà tat-trab.
Morfoloġija: Trab sferiċi sferiċi jew vojta minn ġewwa juru fluss tajjeb, jitħalltu faċilment b'mod uniformi ma 'addittivi, u jirriżultaw f'appoġġi b'distribuzzjoni tad-daqs tal-pori ikkonċentrat u porożità għolja. B'kuntrast, trabijiet irregolari bħal partiċelli b'forma ta' labra-jew saffi-iwasslu għal taħlit maħlul, iffurmar diffiċli, u distribuzzjoni tad-daqs tal-pori mxerrda.
Daqs tal-Partiċelli: Daqsijiet iżgħar tal-partiċelli jżidu l-punti ta 'kuntatt bejn il-partiċelli, li jwasslu għal densità ogħla tal-ippakkjar u saħħa mekkanika mtejba tal-appoġġ. Madankollu, il-produzzjoni ta 'alumina b'partiċelli fini eċċessivament hija industrijalment ta' sfida. Id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli taffettwa wkoll l-ippakkjar tat-trab u l-kompressibbiltà.
02 Addittivi li jiffurmaw
(1) Ilma-għall--Proporzjon ta' Trab
Peress li t-trab tal-alumina niexef m'għandux plastiċità, jiżdied ammont xieraq ta 'ilma waqt l-estrużjoni biex jorbot il-partiċelli tat-trab f'pejst tal-plastik. L-ilma jeżerċita wkoll effett peptizing ħafif, li jsaħħaħ b'mod sinifikanti l-forza ta 'twaħħil bejn il-partiċelli tal-alumina mxarrba u b'hekk itejjeb is-saħħa mekkanika tal-appoġġ. Il-proporzjon ta' ilma-għa-trab (proporzjon tal-massa ta' ilma għal trab mhux maħdum) jinfluwenza l-plastikità tal-pejst, il-pressjoni tal-estrużjoni, u l-proprjetajiet tal-appoġġ. Proporzjon baxx wisq jirriżulta fi pressjoni għolja ta 'estrużjoni, wiċċ mhux maħdum, saħħa baxxa, u volum żgħir tal-pori. Proporzjon għoli wisq iwassal għal twaħħil tal-virga, deformazzjoni tal-ġisem aħdar, u erja tal-wiċċ speċifika mnaqqsa. Proporzjon xieraq ta' ilma-għa-trab jiżgura estrużjoni bla xkiel u stabbiltà strutturali, filwaqt li proporzjon għoli wisq iżid ukoll l-ispejjeż tat-tnixxif.
(2) Aġenti Peptizing
L-aġenti peptizing jinkludu aċidi organiċi u inorganiċi. L-aċidi organiċi komuni huma l-aċidu formiku, l-aċidu aċetiku, l-aċidu ċitriku, l-aċidu maloniku u l-aċidu ossaliku. L-aċidi inorganiċi komuni jinkludu l-aċidu nitriku, l-aċidu idrokloriku u l-aċidu fosforiku. Għall-iffurmar ta 'estrużjoni ta' appoġġi tal-katalist ta 'l-alumina, l-aċidu nitriku huwa l-aġent peptizing l-aktar użat komunement minħabba l-kapaċità peptizing qawwija tiegħu. Iż-żieda ta 'ammont xieraq ittejjeb is-saħħa mekkanika u tikkonċentra d-distribuzzjoni tad-daqs tal-pori; żieda eċċessiva tfixkel l-ippakkjar tal-partiċelli, iżid il-mikropori, u tnaqqas is-saħħa.
(3) Aġenti li jiffurmaw il-pori
L-idrotrattament u l-katalisti tal-qsim katalitiku fluwidu jeħtieġu appoġġi b'volum kbir ta 'pori. Għalhekk, aġenti li jiffurmaw il-pori- huma introdotti fil-formulazzjoni biex jaġġustaw il-volum tal-pori u d-distribuzzjoni tad-daqs tal-pori. L-aġenti li jiffurmaw il-pori-komunement użati għall-appoġġi tal-katalist tal-alumina estruża jinkludu lamtu solubbli fl-ilma, polyethylene glycol, polyacrylate tas-sodju, polyacrylamide, trab tal-karbonju u alkoħol polyvinyl. Jistgħu jiġu kklassifikati f'aġenti fiżiċi u kimiċi li jiffurmaw il-pori-.
L-aġenti fiżiċi li jiffurmaw il-pori-(eż., lamtu, iswed tal-karbonju, karbonju attivat, jew polimeri organiċi) jiddekomponu f'gassijiet waqt il-kalċinazzjoni, jaħarbu u jħallu warajhom makropori.
Aġenti kimiċi li jiffurmaw -pori (ġeneralment ilma-melħ inorganiku solubbli bħal fosfru, silikon, jew komposti tal-boron) ibiddlu d-daqs tal-partiċelli u l-istat ta 'dispersjoni tat-trab tal-alumina, u jiffurmaw partiċelli sekondarji akbar li jżidu l-vojt bejn il-partiċelli, u b'hekk ikabbar id-daqs tal-pori.
L-użu kkombinat taż-żewġ tipi ta 'aġenti li jiffurmaw il-pori- jista' jipproduċi effetti sinerġistiċi, inaqqas l-ammont meħtieġ, u jevita distribuzzjoni tad-daqs tal-pori mxerrda u telf ta 'saħħa.
(4) Lubrikanti u Plastiċizzanti
Lubrikanti (eż., trab tal-fenugreek, gliċerina) inaqqsu r-reżistenza tal-frizzjoni, itejbu l-veloċità tal-estrużjoni u l-kwalità tal-wiċċ. Plastiċizzanti (eż., alkoħol tal-polivinil, derivattivi taċ-ċelluloża) itejbu l-plastikità u l-formabbiltà tal-pejst; il-gruppi hydroxyl tagħhom jistgħu jiffurmaw bonds tal-idroġenu ma 'gruppi hydroxyl tal-aluminju, li jsaħħu t-twaħħil.
03 Parametri tal-Proċess ta' Estrużjoni
Il-proċess ta 'estrużjoni jaffettwa b'mod sinifikanti l-proċess tal-iffurmar u l-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-appoġġ. L-iffurmar ta 'estrużjoni jinkludi żewġ stadji: għaġna (mulling) u estrużjoni. L-ewwel, it-trab tal-psewdo-boehmite, l-ilma, u l-legaturi huma magħġuna bir-reqqa. Imbagħad, il-pejst imxarrab omoġenju jiġi mitmugħ f'estrużur bi pjanċa die multi-toqba, fejn tiġi sfurzata mit-toqob tad-die permezz ta 'estrużjoni bil-kamin biex tifforma korpi ffurmati (eż., ċilindri, ċrieki, trilobi, kwadrilobi, friefet, xehda). Dawn huma sussegwentement imnixxfa u kalċinati biex jiksbu l-appoġġ finali tal-alumina.
(1) Proċess ta 'għaġna (Mulling).
Il-ħin tal-għaġna jaffettwa l-omoġenità tal-pejst u l-istruttura tal-pori. Żmien qasir wisq iwassal għal taħlit irregolari, iffurmar diffiċli u saħħa baxxa. L-għaġna fit-tul tikkawża li l-makropori kollass f'pori iżgħar, idejjaq id-distribuzzjoni tad-daqs tal-pori, u żżid is-saħħa. Madankollu, l-għaġna twila eċċessivament tagħmel il-pejst diffiċli biex toħroġ, u s-saħħa mekkanika m'għadhiex titjieb. Barra minn hekk, it-tixjiħ tal-pejst magħġun għal perjodu jtejjeb is-saħħa mekkanika tal-appoġġ.
(2) Proċess ta 'estrużjoni
Veloċità ta 'estrużjoni, pressjoni, temperatura, eċċ., Jinfluwenzaw il-kwalità tal-ġisem aħdar u jappoġġaw l-istruttura tal-pori. L-estrużjoni bil-mod wisq twassal għal deformazzjoni u bżieżaq fil-ġisem aħdar; estrużjoni mgħaġġla wisq tikkawża pinholes jew difetti oħra. L-applikazzjoni tal-ilma li jkessaħ li jiċċirkola tikkontrolla t-temperatura tal-estrużjoni, tipprevjeni l-evaporazzjoni tal-ilma, u żżomm il-plastiċità. Il-pressjoni tal-estrużjoni hija relatata b'mod lineari mal-proporzjon tal-ilma-għa-trab u hija parametru ewlieni għall-aġġustament tad-densità tal-ġisem aħdar. Ladarba l-formulazzjoni u l-proċess ta 'għaġna jiġu determinati, il-proċess ta' estrużjoni huwa pass kritiku fil-formazzjoni ta 'appoġġi tal-katalist tal-alumina. Tliet rekwiżiti speċifiċi huma: (1) li jiġi żgurat li l-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-appoġġ estruż jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni; (2) jimminimizzaw l-użu fuq it-tagħmir ta 'estrużjoni; (3) jimminimizzaw l-ispejjeż ta 'estrużjoni.
Metodi Tipiċi għall-Kontroll tal-Istruttura tal-Pori
01 Metodu ta' Sinterizzazzjoni b'Temperatura Baxxa-
Iż-żieda ta' għajnuniet ta' sinterizzazzjoni ta'-temperatura baxxa (eż., komposti speċifiċi) jippromwovi l-kondensazzjoni tal-gruppi tal-idroksil tal-wiċċ fuq partiċelli tal-alumina f'temperaturi aktar baxxi, u jaġġusta b'mod effettiv il-volum tal-pori u d-daqs tal-pori. Il-mekkaniżmu tat-tkabbir tal-pori-huwa kif ġej: eteroatomi mill-inserzjoni tal-għajnuna tas-sinterizzazzjoni fin-netwerk tal-bonds Al-O, li jfixklu l-bonds Al-O interkonnessi, inaqqsu t-tensjoni tal-wiċċ tat-trab tal-alumina, u jikkawżaw kollass tal-ħajt tal-pori waqt il-kalċinazzjoni, li żżid id-daqs tal-pori. Barra minn hekk, sublimazzjoni parzjali jew dekompożizzjoni tal-għajnuna tas-sinterizzazzjoni f'ċerti temperaturi żżid il-volum tal-pori tal-appoġġ -Al₂O₃. Dan il-metodu huwa direzzjoni importanti għat-tkabbir tal-pori.
02 Metodu ta 'Dispersjoni tal-Alumina
Il-metodu ta 'dispersjoni tal-alumina huwa relattivament sempliċi: taħlit ta' prekursuri tal-alumina b'karatteristiċi ta 'dispersjoni differenti biex taġġusta l-istruttura tal-pori ta' appoġġ. Il-prinċipju huwa li l-prekursuri pseudo-boehmite bi proprjetajiet ta 'dispersjoni differenti, minħabba d-daqsijiet differenti tal-partiċelli tagħhom, ibiddlu l-istat oriġinali tal-ippakkjar tal-partiċelli wara t-taħlit. Partiċelli fini jistgħu jipprovdu erja tal-wiċċ speċifika għolja, filwaqt li partiċelli oħxon jikkontribwixxu għal daqs tal-pori akbar. Għalhekk, tista 'tinkiseb struttura tal-pori xierqa, li jinkiseb kontroll effettiv tal-istruttura tal-pori.