Home » پسودو بوهمیت

پسودو بوهمیت

---

اهمیت بوهمیت تهیه شده از نفلین سینیت در سنتز کاتالیست های پایه آلومینایی
اقتصادی بودن تولید آلومینا از نفلین سیانیت به دلیل تامین مواد اولیه سیمان، کربنات سدیم و پتاسیم و سولفات پتاسیم از محصولات جانبی نفلین سینیت می باشد. در طی استخراج آلومینا از سنگ معدن نفلین سینیت سراب یکی از محصولاتی که به دست می آید، بوهمیت است.
در ادامه به ذکر خصوصیات کلی انواع بوهمیت و اهمیت آن به عنوان پیش ماده سنتز فازهای مختلف بلوری آلومینا و به ویژه گاما آلومینا که جایگاه منحصر به فردی از نظر کاربرد آن در ساخت کاتالیست ها دارد پرداخته می شود.

انواع بوهمیت از نظر ساختاری
در دمای کمتر از °K 575، شکل رایج ترکیب AlO(OH)، بوهمیت است.
1- بوهمیت فیبری
بوهميت (AlOOH) فيبري، از دو قسمت بوهميت ژلاتيني و كريستالي تشكيل شده است. فرم كريستالي ابتدا گاماآلومينا و سپس به تتاآلومينا و به دنبال آن به آلفا آلومينا تبديل مي‌‌شود و قسمت ژلاتيني به اتا آلومينا و از طريق تتاآلومينا به آلوميناي آلفا تبديل مي‌گردد.
2- شبه بوهميت
شبه بوهمیت، شکل خاصی از بوهمیت با فرمول کلی AlO(OH) با اندازه ذرات بلوری بسیار ریز است.
شبه بوهميت طي فرآيند پيرشدن رسوب ژل¬هاي هيدروكسيد به عنوان پيش ماده¬اي براي تري هيدروكسيد آلومینیوم تشكيل مي¬شود. در آنالیز شبه بوهمیت به روش پراش اشعه ایکس پيك¬هاي شبه بوهميت گسترده هستند و دليل آن نه تنها به خاطر اندازه¬ي بسيار كوچك ذرات بلكه به خاطر فواصل متغير زنجيره¬هاي دوگانه¬ي AlO(OH) است كه ساختار شبه بوهميت و همچنين بوهميت كاملاً متبلور را تشكيل داده¬اند. به ازاي هر مول آب اضافي فضاي شبكه در جهت محور c به اندازه¬ي nm117/0 افزايش مي¬يابد.
بوهميت شامل لايه¬هاي دوتایي OH,O مي¬شود كه آنيون¬ها در درون آنها به صورت مكعبي جاي گرفته¬اند. يون¬هاي آلومينيوم به صورت هشت وجهي آرايش يافته¬اند. اين لايه¬ها از زنجيره¬هاي [AlO(OH)]2 تشكيل شده¬اند كه در جهت محور a گسترش يافته¬اند. لايه¬هاي دوگانه از طريق پيوندهاي هيدروژني ميان يون¬هاي هيدروكسيل موجود در صفحات مجاور به هم متصل مي¬شوند.

تبدیل بوهمیت به فازهای بلوری دیگر آلومینا
يكي از خصوصيات برجسته آلومينا، فازهاي انتقالي آن مي‌باشد كه در دماهاي مختلف پديدار می¬شوند. مطالعات سينتيكي نشان داده است كه تبديل بلور بوهميت به ترتيب به گاما، دلتا و تتاآلومينا از نظر سينتيكي مساعد مي‌باشد. زيرا اين سه فرم داراي تشابهات ساختماني مي‌باشند. انرژي فعال سازی براي تبديل گاما (AlOOH) به گاما (Al2O3) در حدود 185 تا 205 كيلو ژول برمول مي‌باشد كه به دماي تهيه بوهميت و فشار بخار آب در حين دهيدروكسيلاسيون بستگي دارد.

رابطه سطح فعال و فاز بلوری آلومینا
همانطور که گفته شد بوهمیت، قابلیت تبدیل به فازهای مختلف بلوری را که هرکدام خواص و خصوصیات منحصر به فرد خود را دارا هستند با اعمال عملیات حرارتی دارد. برای مثال مشخص شده است كه مساحت سطح زياد، پايداري ترموديناميكي را فراهم مي¬سازد (گاما آلومینا بیشترین سطح فعال را در میان انواع فازهای بلوری آلومینا دارا می باشد و از این رو بیشترین کاربرد را در مصارف کاتالیستی دارد)

کاربرد آلومینا در ساخت کاتالیست ها
آلومینا در بسیاری از فرایندهای صنعتی کاتالیستی به عنوان کاتالیست یا پایه¬ی ترکیبات کاتالیستی استفاده می شود. در بسیاری موارد، پایه¬ی آلومینا در فعالیت کاتالیستی سهم دارد و در نتیجه نقش مهمی در سیستم کاتالیستی ایفا می کند. به دلیل استقامت، مقاومت حرارتی و بی اثر بودن آلومینا، می توان از آن به عنوان پایه استفاده کرد.
کاربردهای کاتالیستی آلومینا بسیار زیاد است. برای مثال کاتالیست های پایه آلومینا به صورت گسترده در صنایع نفت و شیمیایی کاربرد دارند. به طور کلی کاتالیست های صنعت نفت از مساحت سطح و تخلخل زیادی برخوردارند و پایه اکثر آنها آلومینای فعال است.
فرایندهای صنعتی مهمی که از خود آلومینا به عنوان کاتالیست استفاده می کند شامل آب زدایی الکل و فرایند کلاوس برای بازیابی گوگرد می شوند. آب زدایی الکل با آلومینای فعال یکی از قدیمی ترین فرایندهای کاتالیستی است. شرایط متداول واکنش برای تولید اولفین دمای °K 575 تا 675 و فشار جو است. دماهای کمتر برای تشکیل اترها مناسب است. مناسب ترین آلومیناها برای آب زدایی الکل، آلومیناهایی هستند که دارای مساحت سطح زیاد (m2/g 200 تا 150) بوده و از پایداری حرارتی و آب گرمایی بالایی برخوردارند. در یک دوره ی عملیاتی معادل با چند صد ساعت، کک روی کاتالیست تشکیل می شود و کاتالیست می بایست از طریق سوزاندن کربن با هوای داغ در °K773 تا 873 بازیابی می¬شود. در حال حاضر عمده ترین کاربرد کاتالیستی آلومینای فعال در فرایند کلاوس است. در این فرایند گوگرد از هیدروژن سولفید (H2S) بازیابی می شود. کاتالیست¬های CoMo/alumina و NiMo/Alumina و مورد استفاده در عملیات پالایش با هیدروژن (مانند گوگردزدایی با هیدروژن) در مراحل مختلف پالایش نفت خام و کاتالیست قرص شکل حاوی پلاتین، پالادیوم و رودیوم روی پایه آلومینا که در مبدل های کاتالیستی موجود در اگزوز خودروها به کار می رود.
لازم به ذکر است که متون فنی و اختراعات حاوی نمونه های بسیاری از استفاده از آلومینا به عنوان یک پایه ی کاتالیستی هستند. برخی از دیگر نمونه های مهم تر عبارت است از: آب زدایی کاتالیستی نرمال بوتان و تبدیل آن به بوتادین (مورد استفاده در لاستیک سنتزی) با استفاده از کاتالیست آلومینای تلقیح شده با کروم است.

شکل دهی کاتالیست های پایه آلومینا
شکل دهی کاتالیست های مورد استفاده در صنعت به روش های مختلف از قبیل قرص سازی، گلوله سازی، فشرده سازی و اکستروژن صورت می گیرد. عواملی همچون خلوص، مساحت سطح، حجم و توزیع اندازه حفره و سرعت غیرفعال شدن بر عملکرد و گزینش پذیری کاتالیست تاثیر می گذارند. به علاوه، مقاومت در برابر خرد شدن و سایش، ملاحظات مهمی هستند که به هنگام استفاده از کاتالیست در راکتورهای کاتالیستی می بایست مورد توجه قرار گیرد. یکی از مهمترین فرم هایی که مورد توجه است فرم اکسترود که خود این نوع شکل دهی هم مشتمل بر انواع گوناگونی از نظر قطر، طول و سطح مقطع دانه ها است.
پس از شکل دهی، پایه کاتالیست با استفاده از محلول نمک حاوی گونه های فعال تلقیح می شود (محلول حاوی نمکِ فلز موثر روی پایه کاتالیست پاشیده می شود و سپس محصول تلقیح یافته، خشک شده و تحت تجزیه حرارتی قرار می گیرد).

---

---

---