Типы и классификация катализаторов на основе активированного оксида алюминия в системах очистки выхлопных газов

Существует много типов. активированные катализаторы на основе оксида алюминия Используются в системах очистки выхлопных газов, классификация осуществляется различными способами. Их можно условно разделить на кислотно-основные катализаторы, металлические катализаторы, полупроводниковые катализаторы и цеолитные катализаторы. Их общая характеристика заключается в том, что они могут оказывать различную степень хемосорбции на реагенты. Следовательно, катализ неотделим от адсорбции, и общий каталитический процесс начинается с адсорбции.

Кислотно-основные катализаторы

Упомянутые здесь кислоты и основания относятся к кислотам и основаниям в широком смысле, а именно к кислотам Льюиса и основаниям Льюиса. И те, и другие могут обеспечивать активные адсорбционные участки кислотно-основного взаимодействия для хемосорбции реагентов, тем самым способствуя протеканию химических реакций.В качестве примеров можно привести активированную глину, силикат алюминия, оксид алюминия и оксиды некоторых металлов, особенно оксиды или соли переходных металлов.

Металлические катализаторы

Адсорбционная способность металлов зависит от самого металла, молекулярной структуры газа и условий адсорбции. Эксперименты показали, что металлические элементы с пустыми d-электронными орбиталями проявляют различную хемосорбционную способность для некоторых типичных газов.За исключением кальция (Ca), стронция (Sr) и бария (Ba), большинство этих металлов являются переходными металлами. Они образуют адсорбционные связи с молекулами адсорбата посредством электронов или свободных электронов, не участвующих в гибридных орбиталях металлических связей, тем самым катализируя реакции между реагентами.

Полупроводниковые катализаторы

В основном это полупроводниковые оксиды переходных металлов, делящиеся на n-полупроводники и p-полупроводники, которые обеспечивают наличие квазисвободных электронов и квазисвободных дырок соответственно.Катализаторы на основе полупроводников n-типа образуют адсорбционные связи с реагентами посредством своих квазисвободных электронов, тогда как катализаторы на основе полупроводников p-типа используют квазисвободные дырки. Образование адсорбционных связей изменяет проводимость полупроводника, что является одним из основных факторов, влияющих на активность катализатора.

В действительности, образование адсорбционных связей между молекулами газа и полупроводниковыми катализаторами — очень сложный процесс. Исследования каталитического механизма полупроводников также показали, что энергетические зоны, генерируемые электронными переходами, играют важную роль в образовании адсорбционных связей. Поэтому нельзя просто предполагать, что молекулы реагентов, способные отдавать электроны, могут образовывать адсорбционные связи только с полупроводниковыми катализаторами p-типа.

Цеолит Ммолекулярное сито Катализаторы

В качестве адсорбентов используется цеолит. молекулярные ситаОни широко используются в процессах сушки, очистки, разделения и других процессах. Их появление в области катализаторов и каталитических носителей началось в 1960-х годах.Цеолиты — это природные кристаллические алюмосиликаты с равномерным диаметром микропор, поэтому их также называют молекулярными ситами. К настоящему времени разработаны сотни их типов, и многие важные промышленные каталитические реакции основаны на использовании цеолитных катализаторов.

Каталитическое действие цеолитов также зависит от кислотных центров на поверхности, образующих адсорбционные связи. Однако они обладают более высокой селективностью, чем обычные кислотно-основные катализаторы, поскольку способны препятствовать проникновению молекул, размер которых превышает размер их пор, на внутреннюю поверхность. При этом кислотность и щелочность на поверхности цеолита можно искусственно регулировать с помощью ионного обмена, что обеспечивает им лучшие характеристики, чем у традиционных кислотно-основных катализаторов.

В последние годы был разработан и широко используется в области катализа класс синтетических молекулярных сит, не содержащих силикагеля и алюминия. Это свидетельствует об уникальном положении цеолитов и их незаменимой роли в катализе.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вас что-то заинтересовало, добро пожаловать к нам! www.carbon-cms.com.