SUPORTURI CATALITICE

SUPORTURI CATALITICE

In multe cazuri componenta catalitic activa se disperseaza in masa unui suport poros care, desi nu are in mod frecvent proprietati de cataliza, are totusi un important rol in determinarea proprietatilor finale ale catalizatorului.

Suportul catalitic confera textura masei catalitice, asigurand totodata un mare grad de dispersie a componentei active, rezistenta mecanica si stabilitate catalizatorului finit.

Folosirea suportului asigura:

- o dispersie mare a componentei active si deci, o crestere a suprafetei de

contact cu faza fluida;

- o rezistenta mecanica ridicata a catalizatorului;

- o buna rezistenta termica a granulelor catalitice; suportul impiedica

dezactivarea prin sinterizare sau prin recristalizarea fazei active;

- o buna evacuare a caldurii din sistemul de reactie; in acest scop se aleg suporturi cu o conductibilitate termica corespunzatoare.

Aceeasi componenta activa depusa pe suporti diferiti, poate prezenta activitate si selectivitate diferita. Rezulta ca suportul poate uneori modifica esential textura si structura fazei active.

Suporturile catalitice sunt in general solide cu suprafata specifica mare si cu proprietati mecanice superioare. In primele decenii ale secolului XX, suporturile catalitice erau obtinute din materiale naturale ca: piatra ponce, Kiselgur, azbest, caolin, bauxita.

In prezent este disponibil un numar mare de suporturi sintetice cu o mare varietate de suprafete, porozitati, forme, dimensiuni de pori si particule si puritati. Cei mai cunoscute suporturi sintetice sunt: alumina, silicagelul, carbunele activ, zeolitii, titania (TiO₂), carbura de siliciu, magnezia (MgO), etc.

Pentru marirea suprafetei active si a rezistentei mecanice, catalizatorii eterogeni se depun pe substante inerte cu un grad inaintat de dispersie (carbune activ, alumina, silice, alumino-silice). Exista indicii potrivit carora suportul interactioneaza cu catalizatorul, modificandu-i activitatea.

Suporturile cu o suprafata specifica mica (< 1 m²/g) si porozitate mica (0,2 cm³/g) sunt, in general, inerti si pot fi disponibili sub forma de pulberi, sfere, cilindrii obtinuti prin pastilare si granule. Sunt folositi la prepararea catalizatorilor pentru reactii de oxidare selectiva si pentru obtinerea gazului de sinteza. Din categoria suporturilor inerte fac parte: α-alumina, carbura de silicon, zirconia si silicatul de zirconiu.

Suporturile cu suprafata specifica ridicata sunt folosite drept catalizatori dupa impregnare cu saruri precursoare ale fazei active si diferite tratamente in procese catalitice si sunt, de regula, microporosi. Suprafata specifica mare a catalizatorilor suportati favorizeaza atat dispersia componentei active cat si contactul intre catalizator si faza fluida.

O categorie speciala de suporti inerti sunt monolitii pentru convectoare catalitice si pentru arzatoare catalitice. Aceste structuri, sub forma de fagure de miere, contin peste 50 canale/cm² si sunt fabricate prin excludare. Cele mai utilizate sunt: cordierita (2MgO5SrO₂2Al₂O₃), mulita (2Al₂O₃2SiO₂), alumina (Al₂O₃), carbura de Si (SiC₂).

Monolitii sunt puternic retractari si rezistenti la schimbarile bruste de temperatura. Datorita porozitatii scazute, ei sunt acoperiti cu strat subtire de alumina, cu suprafata specifica mare pe care este depus metalul active (Pd, Pt).