一, מהו זרז אלומינה?
זרז אלומינה מתייחס בדרך כלל לחומר נקבובי עם מעבר - קבע אלומינה כמרכיב הפעיל העיקרי. זה לא תרכובת אחת, אלא משפחה של מבני קריסטל שונים, כאשר גמא - אלומינה היא הנפוצה ביותר. ניתן להשיג חומר זה על ידי חישוב הידרוקסיד אלומיניום בטמפרטורה מתאימה, ויוצר מבנה עשיר בנקבוביות ואתרים פעילים.
המצוינות של אלומינה נעוצה לא רק בפעילותה הקטליטית המובנית אלא גם ביכולתה לשמש מנשא, ומספקת פלטפורמה מפוזרת ויציבה מאוד למתכות יקרות אחרות או לרכיבים פעילים, ומשפרת משמעותית את היעילות הקטליטית.
2. מדוע זה כוכב קטליטי?
שטח פנים גבוה: הוא מספק ממשקי תגובה בשפע, ומגדילים מאוד את הזדמנויות המגע בין מגיבים לאתרים פעילים.
מבנה נקבוביות מגוונות: ניתן להתאים גודל והפצה של נקבוביות, ולהשפיע על העברת המונים ובחירת מסלול התגובה.
חומציות פני השטח: יש לו אתרי חומצה של לואיס וגם של ברונסטד, ומאפשרת לו לזרז מגוון של חומצה - תגובות מקודמות, כמו התייבשות ואיזומרזציה.
יציבות תרמית וחוזק מכני: היא שומרת על שלמות מבנית לתקופות ארוכות תחת טמפרטורות ולחצים גבוהים, העומדת בדרישות הייצור הרציף.
מאפיינים אלה הופכים את האלומינה לחומר קטליטי מקיף ויישום נרחב.
3. מגוון רחב של יישומים
זרזי אלומינה משמשים במספר מגזרי מפתח, כולל אנרגיה, כימיקלים והגנה על הסביבה.
בזיקוק הנפט הם משמשים כזרז או המנשא העיקרי לתגובות ליבה כמו הידרודסולפיזציה ורפורמה קטליטית, משפרות למעשה את איכות הדלק והפחתת פליטות מזיקות.
בסינתזה כימית, ניתן להשתמש בהם בתגובות כמו התייבשות אלכוהול לאולפינים ואיזומריזציה של אלקנה, ומספקים מסלול יעיל להכנת חומרי גלם כימיים בסיסיים.
מבחינת הגנת הסביבה, מתכת יקרה - חומרי אלומינה טעונים הם רכיבי מפתח של מטהרי פליטה לרכב, משפילים פחמן חד חמצני, פחמימנים ותחמוצות חנקן, התורמות לפליטות נקייה.
בנוסף, הם ממלאים גם תפקיד חיוני בתעשייה הכימית הפחמית ובסינתזה עדינה.
כָּך,זרזים אלומינההם חומרים יסודיים חיוניים התומכים בתפעול היעיל והירוק של התעשייה המודרנית, ונחשבים לכוכבי הזרז של התעשייה.
