Úsáidtear ábhair scagach go forleathan i gcatalú, scaradh, agus réimsí fuinnimh mar gheall ar a n-achar dromchla ard ar leith agus struchtúir phiocháin tunable. Ina measc, tá alúmana scagach, lena chobhsaíocht theirmeach den scoth, táimhe ceimiceach, agus costas íseal, anois ar cheann de na tacaí catalaíoch agus na n-ábhar teimpléid is tábhachtaí. Tá rialú beacht ar a struchtúr ríthábhachtach chun feidhmíocht na dteicneolaíochtaí gaolmhara a fheabhsú.
Is ábhar alúmana ard-achar dromchla é alúmana scagach a bhfuil an iliomad pores beaga ann a sholáthraíonn achar dromchla méadaithe agus láithreacha imoibrithe le haghaidh imoibrithe ceimiceacha agus asaithe. Úsáidtear go coitianta é i gcatalaíoch, adsorbents, ábhair dheighilte, líontóirí, tacaí, agus iarratais eile. Is féidir a mhéid pore agus a dháileadh pore a rialú trí mhodhanna éagsúla ullmhúcháin chun freastal ar riachtanais iarratais éagsúla.
Modhanna Ullmhúcháin d'alúmana scagach
I measc na modhanna coitianta chun alúmana scagach a ullmhú tá deascadh, sintéis hidrothermal, próiseáil glóthach sól, modhanna eibleachta, modhanna leictrealaíoch, templating crua, agus templating bog. I bhfeidhmchláir éagsúla, úsáideann na modhanna seo dromchlaghníomhaithe de ghnáth chun micelles a fhoirmiú mar theimpléid do shintéisiú treoraithe ábhar mesoporous, cé go bhfuil a shainfhócas féin ag gach modh.
Modh Frasaíochta
Is éard atá i gceist leis an modh deascadh deascán a chur le foinse alúmanaim neamhorgánacha agus coinníollacha a choigeartú mar thiúchan imoibreáin, pH, modh stirring, agus tuaslagóir níocháin chun alúmana porous a shintéisiú le moirfeolaíochtaí sonracha. I measc na bhfoinsí alúmanaim a úsáidtear go coitianta tá sulfáit alúmanaim, níotráit alúmanaim, clóiríd alúmanaim, agus a gcuid hiodráití. Áirítear le deascáin tipiciúla uisce amóinia, hiodrocsaíd sóidiam, carbónáit amóiniam, décharbónáit amóiniam, agus hiodrocsaíd amóiniam. Tar éis dul in aois, triomú agus cailcíniú, faightear alúmana scagach le moirfeolaíochtaí inmhianaithe.
Modh Hidriteirmeach
Is éard atá i gceist leis an modh hidriteirmeach ná tuaslagán measctha a chur isteach in imoibreoir séalaithe agus úsáid a bhaint as an timpeallacht ardteochta agus ardbhrú chun tuaslagadh agus athchriostalú substaintí atá intuaslagtha go tearc nó dothuaslagtha a chur chun cinn. Trí am imoibrithe, teocht agus comhdhéanamh na n-imoibreoirí a rialú, is féidir ábhair phóiriúla alúmana le méideanna éagsúla pore, porosities, agus tiús bhalla a ullmhú. Tá dlúthbhaint ag moirfeolaíocht an alúmana scagach sintéiseithe go hidrothermally le teocht an uisce, brú, tairiseach tréleictreach, slaodacht, agus comhéifeacht idirleathadh an tuaslagáin.
Sol-Modh Glóthach
Is éard atá i gceist leis an modh glóthach sól ná salainn alúmanaim agus tuaslagáin de shalann amóiniam a théamh agus a mheascadh chun glóthach réamhtheachtaithe a fháil ar dtús, agus ansin alcól a ní, a bheith ag dul in aois, a thriomú agus a chailcíniú chun alúmana póiriúil a shintéisiú. I measc na salainn alúmanaim coitianta tá níotráit alúmanaim, clóiríd alúmanaim, agus a hiodráití. Le linn an ullmhúcháin, tá gá le rialú cúramach ar pH agus ar thiúchan an tuaslagáin mheasctha chun púdar alúmana scagach ard-íonachta atá scaipthe go haonfhoirmeach a fháil.
Modh Crua Templála
Is éard atá i gceist leis an modh templating crua ábhair réamhtheachtaithe a líonadh isteach i dteimpléid soladacha, agus próisis ina dhiaidh sin mar thuaslagadh, eastóscadh, scagachán, triomú, agus cailcíniú chun alúmana póiriúil a shintéisiú. I measc na dteimpléad crua a úsáidtear go coitianta tá shilice, carbón mesoporous ordaithe, snáithíní, microspheres polaiméire, agus daoine eile.
Modh Bog Templating
Úsáideann templáil bhog idirghníomhaíochtaí idirmhóilíneacha nó ionmhóilíneacha (m.sh., nascadh hidrigine agus fórsaí leictreastatacha) chun comhiomláin a fhoirmiú (criostail leachtacha, vesicles, micelles, micremulsions, scannáin féinchóimeáilte, etc.) le gnéithe struchtúracha sonracha le linn an imoibrithe. Úsáideann imoibritheoirí na comhiomláin seo mar theimpléid chun cáithníní a ghiniúint le moirfeolaíocht agus struchtúr sainithe. I measc na dteimpléid boga a úsáidtear go coitianta tá bloc-chomhpholaiméirí, polaiméirí, dromchlaghníomhaithe, gníomhairí casta agus boilgeoga. I gcomparáid le templating crua, tá an modh templating bog níos simplí agus níos dírí maidir le baint teimpléid agus cuireann sé éagsúlacht níos leithne de chineálacha teimpléid.
I measc na modhanna seo, táirgeann an modh deascadh alúmana scagach ar chostas íseal, ach tá sé deacair a mhéid pore agus a dháileadh a rialú, rud a chuireann srian ar a iarratas maidir le hullmhú alúmana scagach le méideanna agus dáileadh pore ar leith. Tá an modh hidrothermal simplí le feidhmiú, éilíonn amanna frithghníomhaithe gearra, agus cuireann sé méid agus dáileadh pore intiúntha ar fáil, ach áirítear leis na míbhuntáistí a bhaineann leis an deacracht a bhaineann le moirfeolaíocht an táirge a rialú agus an gá atá le coinníollacha ardbhrú. Táirgeann an modh glóthach sol-alúmana scagach le méid agus dáileadh pore tunable, achar dromchla ard sonrach, agus porosity ard, ach tá a phróiseas ullmhúcháin sách achrannach agus éilíonn sé amanna frithghníomhaithe fada. Tugann an modh templating crua méid pore inrialaithe agus dáileadh an táirge, ach cuimsíonn a míbhuntáistí an gá atá le céimeanna a bhaint teimpléid agus an deacracht a bhaineann le hábhair teimpléid a athchúrsáil. Táirgeann an modh templating bog alúmana scagach le struchtúir criostail réasúnta rialta, bealaí pore idirnasctha, tiús bhalla aonfhoirmeach, in-athnuaiteacht agus díghrádaitheacht, rialú beacht ar mhéid pore agus moirfeolaíocht pore, agus cobhsaíocht mhaith agus in-atáirgtheacht, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach do tháirgeadh ar scála mór.
Céimeanna Criostail Alúmana
Is ábhar neamhorgánach neamhchostasach é alúmana a úsáidtear go forleathan le struchtúir chasta agus ilchéimeanna criostail, mar -Al₂O₃, -Al₂O₃, -Al₂O₃, δ-Al₂O₃, θ{{4}₂}Al₂O₃, θ{{4}₂} η-Al₂O₃, κ-Al₂O₃, χ-Al₂O₃, agus ρ-Al₂O₃.
Is ábhar neamhorgánach é alúmana scagach a bhfuil cobhsaíocht cheimiceach agus theirmeach den scoth aige, a fhaightear de ghnáth trí hiodrocsaíd alúmanaim a chóireáil ag teochtaí sonracha. Déantar a struchtúr criostail a chlaochlú go rialta le méadú ar theocht cóireála teasa, agus léiríonn céimeanna criostail éagsúla difríochtaí suntasacha in airíonna fisiciceimiceacha agus struchtúr macrascópach.
-Al₂O₃
-Tá córas criostail triantánach ag Al₂O₃ agus tugtar corandam air freisin. Tá ardfhuinneamh laitíse aige agus is é an chéim is cobhsaí i measc na polymorphs alúmana go léir. Dá bhrí sin, taispeánann sé airíonna fisiciceimiceacha den scoth cosúil le friotaíocht aigéad, friotaíocht alcaile, friotaíocht teasa, cruas ard, agus ard-neart, agus úsáidtear go forleathan é i criadóireacht, bratuithe cosanta dromchla, teasfhulangacha, catalaíoch agus tacaí catalaíoch, ábhair optúla, agus réimsí eile.
-Al₂O₃
Agus alúmana scagach á chur i bhfeidhm, is é -Al₂O₃, mar "alúmana gníomhachtaithe," an chéim is forleithne a úsáidtear. Ní hamháin go bhfuil struchtúir phóir dea-fhorbartha ag an gcéim seo, neart meicniúil maith, agus suíomhanna aigéadacha oiriúnacha, ach léiríonn sé freisin feidhmíocht peptide den scoth faoi choinníollacha aigéadacha. Dá bhrí sin, tá sé fíor-riachtanach i bpróisis thionsclaíocha ar nós scagadh peitriliam agus sintéis Fischer-Tropsch, rud a fhágann gur ábhar bunúsach ceimiceach an-luachmhar agus ard-bhreisithe é.
Mar phríomhthacaíocht chatalaíoch, bíonn tionchar ag -Al₂O₃ ar fheidhmíocht imoibrithe catalaíoch go príomha trí dhá ghné dá shaintréithe struchtúracha. Gcéad dul síos, bíonn tionchar díreach ag an neart idirghníomhaíochta idir an tacaíocht agus na comhpháirteanna gníomhacha ar staid scaipthe agus ar struchtúr leictreonach na gcomhpháirteanna gníomhacha ar an dromchla. Sa dara háit, is é struchtúr pore na tacaíochta féin a chinneann aistriú mais agus éifeachtúlacht idirleata imoibreoirí agus táirgí. Le chéile, cinneann an dá fhachtóir seo éifeachtacht imoibrithe iomlán an chatalaíoch.
ρ-Al₂O₃
ρ-Is féidir le Al₂O₃, mar gheall ar a struchtúr gar-éagruthach uathúil, feidhmiú mar chomhpháirt bhunúsach d’ teasfhulangáin ardfheidhmíochta agus mar thaca in imoibrithe hidriginiúcháin roghnaíoch aicéitiléine. Is ceanglóra chun cinn é a forbraíodh le deich mbliana anuas agus cuireadh i bhfeidhm go forleathan é mar gheall ar a chuid airíonna den scoth. Cuireann sé friotaíocht ardteochta níos fearr, friotaíocht creimeadh, agus cobhsaíocht toirte i gcomparáid le stroighin alúmana cailciam íon, rud a fhágann gur ionadach maith é don dara ceann. Ag teochtaí arda, athraíonn sé go -Al₂O₃. Má chuirtear ρ-Al₂O₃ leis, feidhmíonn sé mar cheangail agus mar ocsaíd teasfhulangach de ghrád ard é féin, le buntáistí soiléire.
δ-Al₂O₃
δ-Tá luach ar leith ag Al₂O₃ maidir le scaradh asaithe agus ullmhú catalaíoch mar gheall ar a shaintréithe dromchla uathúla.
κ-Al₂O₃
κ-D’aimsigh Al₂O₃, lena mhéid gránach mín agus dáileadh tiubhaithe póire, feidhmchláir thábhachtacha in ard-teasfhulangacha agus sa chriadóireacht struchtúrach.
Ina theannta sin, i measc na n-alúmana trasdula, baineann η-Al₂O₃ agus -Al₂O₃ araon leis an gcóras ciúbach criostail agus tá paraiméadair struchtúir phóire comhchosúla acu, ach tá dlús níos airde de shuímh aigéad Lewis dromchla ag an gcéad cheann, rud a léiríonn feidhmíocht chatalaíoch níos fearr in imoibrithe aigéad catalaithe amhail díhiodráitiú meatánóil.