بررسی عوامل مؤثر بر اندازه و شکل گرانول‌های γ-Al2O3 سنتز شده به‌روش گرانول‌سازی در روغن

Abstract

امروزه کاتالیست‌های ناهمگن نقش انکارناپذیری در فرآیندهای شیمیایی دارند. کاتالیست‌ها عموما به‌صورت پودری سنتز می‌شوند که برای کاربرد صنعتی نیاز به شکل‌دهی دارند که خود هزینه مجزایی را ایجاب می‌کند. در این پژوهش، سنتز یک مرحله‌ای پایه کاتالیست γ-Al2O3 با ساختار کروی با استفاده از چکاندن محلول پیش ماده در ستونی از روغن انجام شد و تأثیر شرایط سنتز چون دما و ارتفاع ستون روغن (پارافین)، غلظت محلول سفت‌کننده گرانول (آمونیاک) و نرخ رشد دمای کلسیناسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دمای ستون پارافین سبب کاهش کشش سطحی و بهبود حرکت ژل‌های تزریق شده می‌گردد و به‌راحتی با عبور از مرز لایه پارافین وارد لایه آمونیاک می‌شوند. ولی از طرف دیگر به‌دلیل کاهش ویسکوزیته سرعت سقوط دانه‌های ژل افزایش یافته که بر شکل کروی گرانول‌ها اثر منفی دارد. لذا به‌منظور شکل‌گیری مناسب ساختار کروی باید ارتفاع ستون پارافین زیاد باشد. کم‌کردن غلظت محلول آمونیاک در مرحله تبادل یونی درون ساختار گرانول‌ها بسیار مناسب بوده و از هم پاشیدگی گرانول‌ها جلوگیری می‌کند. نتایج نشان داد که نرخ رشد دمای کلسیناسیون باید در کمترین مقدار تنظیم شود تا با خروج آرام آب و دیگر حلال‌های موجود در ژل، ترک و شکستگی در سطح گرانول رخ ندهد. گرانول‌های گاما اکسید آلومینیوم (آلومینا) سنتز شده در شرایط ستون پارافین دمای C° 60 و ارتفاع Cm 30، غلظت محلول آمونیاک 10% و دمای کلسیناسیون C° 700 که با نرخ min C°/1 افزایش یافته است، دارای ابعادی حدود mm 3 می‌باشند. همچنین ضریب کروی بودن گرانول‌های تولیدی کمتر از 05/0 بوده است که نشان دهنده کیفیت مناسب این روش برای تولید پایه‌های کاتالیست گرانولی است. در ضمن، تعیین مشخصات گرانول‌ها نشان داد که مساحت سطح‌شان m2.g-1 9/78 است و آن‌ها اندازه و حجم حفرات مناسبی برای کاربرد به‌عنوان پایه کاتالیست دارند.

Keywords

• گاما آلومینا
• کاتالیست
• گرانول
• سل-ژل
• کلسینه کردن