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納米氧化鋁的催化應(yīng)用特性
《催化技術(shù)匯總》 2014年 5月第2期 李愛民
納米氧化鋁催化劑的特性首先表現(xiàn)在活性上。由于納米粒子的直徑逐漸接近原子直徑時(shí), 表面原子的數(shù)目及作用不能忽略, 這時(shí)粒子的比表面積、 表面能和表面結(jié)合能都 會發(fā)生很大變化。 當(dāng)粒子小于 10 n m 時(shí), 表面原子占總 原子的百分?jǐn)?shù)急劇增加, 單位質(zhì)量粒子表面積增大, 表面原子數(shù)目驟增。高比表面積帶來的高表面能使粒子表面原子極其活躍, 很容易與周圍的氣體反應(yīng), 也容易吸附氣體。 在各種不同孔容的氧化鋁中, 納米氧化鋁UG-L20U的小孔使其粘結(jié)性能好, 小孔氧化鋁制備的催化劑強(qiáng)度高。
例如, 用UG-L20U制備的納米催化劑 CuO/ A l 2O 3 的比表面積遠(yuǎn)大于普通催化劑的比表面積, 納米 CuO/ A l 2O 3 的比表面積約等于 普通 CuO/ A l 2O 3的 3 倍, 而 納米 - CuO / Al2O3 堆積度遠(yuǎn)小于普通催化劑的堆積密度 .其高的比表面積有利于表面催化反應(yīng), 在十二醇胺化反應(yīng)中, 納米Cu O/ A l 2O3 具有很高的催化活性。 納米氧化鋁L20U催化劑的另一個(gè)特性是選擇性強(qiáng)。
L20U它不僅粒徑小, 而且細(xì)孔多, 分布廣, 孔徑、 孔容以及孔隙分布等均可采用不同方法加以控制。用 T EM、S EM 觀察UG-L20U納米氧化鋁膜的表面及截面形貌, 發(fā)現(xiàn)孔徑分布越窄, 孔徑增大,比表面積大 有利于分子擴(kuò)散, 提高了催化劑的選擇性。溶膠 - 凝膠法制備的納米氧化鋁UG-L20U 在> 350 e 焙燒, C - AlOOH 凝膠膜發(fā)生相變轉(zhuǎn)化成 C -A l2O 3 膜時(shí), 就出現(xiàn)了再結(jié)晶結(jié)構(gòu)現(xiàn)象 , 相變后形成的 C -A l 2O 3 膜的膜內(nèi)晶體呈 ( 4 40, 22 0) 晶面平行膜面的擇優(yōu)取向現(xiàn)象。當(dāng)焙燒溫度達(dá) 1000e 時(shí), 出現(xiàn) 了 H - Al2O3 相, 呈( 02 0, 117 ) 晶面平行膜面的擇優(yōu)取向現(xiàn)象 ]。
納米氧化鋁由于具有表面效應(yīng)、 量子效應(yīng)以及體積效應(yīng)等納米效應(yīng), 使其具有前所未有的新功能?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了納米氧化鋁材料具有許多的新性能和新用途, 其中納米氧化鋁的催化功能是納米氧化鋁新用途中極為重要的一種。納米氧化鋁粉體、 多孔燒結(jié)體和膜是一種高效催化劑和催化劑載體。以納米氧化鋁UG-L20U直接作為催化劑或作為載體與超細(xì)貴金屬或金屬氧化物構(gòu)成的催化劑, 用于分子聚合催化、 還原及合成反應(yīng), 大大提高反應(yīng)效率 。
納米活性氧化鋁UG-L20U載體負(fù)載金超微粒子經(jīng)成型、燒結(jié), 用于汽車尾氣凈化催化劑。首先由氧與一氧化氮反應(yīng)生成氧化氮, 再將氧化氮 ( N Ox ) 與烴類( 如丙烯) 或一氧化碳反應(yīng)還原成氮?dú)?nbsp; 。
