배기가스 처리에 사용되는 활성 알루미나 촉매의 종류 및 분류

종류는 매우 다양합니다. 활성 알루미나 촉매 배기가스 처리에 사용되는 촉매는 다양한 분류법을 통해 크게 산-염기 촉매, 금속 촉매, 반도체 촉매, 제올라이트 촉매로 나눌 수 있다. 이들의 공통적인 특징은 반응물에 대해 다양한 정도의 화학흡착을 일으킬 수 있다는 것이다. 따라서 촉매 작용은 흡착과 불가분한 관계에 있으며, 일반적인 촉매 공정은 흡착으로 시작된다.

산-염기 촉매

여기서 언급된 산과 염기는 넓은 의미의 산과 염기, 즉 루이스 산과 루이스 염기를 가리킵니다. 둘 다 반응물의 화학흡착을 위한 산-염기 활성 흡착 부위를 제공하여 화학 반응을 촉진할 수 있습니다.예로는 활성 점토, 규산알루미늄, 산화알루미늄, 그리고 일부 금속의 산화물, 특히 전이 금속의 산화물이나 염 등이 있습니다.

금속 촉매

금속의 흡착 능력은 금속 자체, 기체의 분자 구조 및 흡착 조건에 따라 달라집니다. 실험 결과에 따르면, 비어 있는 d-전자 궤도를 가진 금속 원소는 특정 대표적인 기체에 대해 서로 다른 화학 흡착 능력을 나타냅니다.칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba)을 제외한 대부분의 금속은 전이 금속입니다. 이들은 금속 결합의 혼성 궤도에 참여하지 않는 전자 또는 자유 전자를 통해 흡착 분자와 흡착 결합을 형성하여 반응물 ​​간의 반응을 촉매합니다.

반도체 촉매

이들은 주로 반도체형 전이 금속 산화물이며, 준자유 전자와 준자유 정공을 각각 제공하는 n형 반도체와 p형 반도체로 나뉜다.N형 반도체 촉매는 준자유 전자를 통해 반응물과 흡착 결합을 형성하는 반면, p형 반도체 촉매는 준자유 정공에 의존합니다. 흡착 결합 형성은 반도체의 전도도를 변화시키는데, 이는 촉매 활성에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다.

실제로 기체 분자와 반도체 촉매 사이의 흡착 결합 형성은 매우 복잡한 과정입니다. 반도체 촉매 메커니즘에 대한 연구에서도 전자 전이에 의해 생성되는 에너지 밴드가 흡착 결합 형성에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 따라서 전자를 제공할 수 있는 반응물 분자만이 p형 반도체 촉매와만 흡착 결합을 형성할 수 있다고 단순히 가정할 수는 없습니다.

제올라이트 M분자체 촉매

흡착제로서 제올라이트 분자체건조, 정제, 분리 및 기타 공정에 널리 사용됩니다. 촉매 및 촉매 지지체 분야에서 1960년대에 등장하기 시작했습니다.제올라이트는 균일한 미세 기공 직경을 가진 천연 결정질 알루미노규산염으로, 분자체라고도 불립니다. 현재까지 수백 가지 종류가 개발되었으며, 많은 중요한 산업 촉매 반응에 제올라이트 촉매가 사용됩니다.

제올라이트의 촉매 작용은 표면의 산성 자리에서 흡착 결합이 형성되는 것에 의존합니다. 하지만 제올라이트는 기공 크기보다 큰 분자가 내부 표면으로 들어가는 것을 차단할 수 있기 때문에 일반적인 산-염기 촉매보다 선택성이 높습니다. 또한, 제올라이트 표면의 산성도와 알칼리도는 이온 교환을 통해 인위적으로 조절할 수 있어 기존 산-염기 촉매보다 우수한 성능을 발휘합니다.

최근 몇 년 동안 비실리코알루미네이트 합성 분자체의 한 종류가 개발되어 촉매 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 이는 제올라이트가 촉매 분야에서 독보적인 위치를 차지하며 대체 불가능한 역할을 한다는 것을 보여줍니다.

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