氧化铝、活性炭和碳化硅催化剂载体优缺点比较(一文总结)

催化剂载体又名担体，是负载型催化剂的组成之一。催化活性组分担载在载体表面上，载体主要用于支持活性组分，使催化剂具有特定的物理性状，而载体本身一般并不具有催化活性。

传统的催化剂载体如氧化铝、氧化硅等氧化物，活性炭，碳化硅等，具有制备简单，原料易于获取，高比面积等优点。但在一些苛刻的反应条件下，例如高温、高压、原料中混有杂质时，将导致催化剂的活性较低、寿命减短。

导热性方面，传统氧化物催化剂载体如氧化铝、二氧化硅的导热性都比较差，氧化铝的导热率26~40W/(m·K)，二氧化硅的导热率仅有7.6W/(m·K)，而碳化硅的导热率高达100~200W/(m·K)。在强放热反应中，载体的导热性过差将导致反应物的热量难以传递出去，形成“热点”，导致其本身的比表面积下降甚至催化剂活性成分烧结等问题。

机械性能方面，碳化硅材料具有类似金刚石的四面体结构单元，因而具有高的机械强度和硬度。氧化铝、活性炭的不仅容易在运输过程中破碎，还可能被反应过程中的热冲击、机械冲击破坏。

化学稳定性方面，氧化铝、活性炭的化学性质活泼，易于和活性成分发生相互作用，进而影响催化剂的整体性能。碳化硅材料性能稳定，耐酸耐腐蚀，例如，高比表面积的SiC即使在氢氟酸或5mol/L的硝酸中仍能保持稳定。

比表面积方面，氧化铝比表面积大于200m²/g，常规活性炭比表面积300~1000m²/g，改良的超级活性炭更是达到2000m²/g以上。高比表面积及细孔结构能保证载体表面均匀支载活性组分，为催化反应提供场所。但是对于碳化硅而言，存在美中不足，这是因为工业上通常采用Acheson法制备SiC材料，即将粉状的C和SiO₂混合，加热到2000℃以上通过碳还原法得到SiC。该方法制备的SiC为α-SiC，比表面积在0.1~1m²/g，并不适合作为催化剂载体。为了解决比表面积低的问题，目前主要有两个途径：实现高比表面积多孔SiC的制备和对现有低表面积SiC进行表面碳化以获得适合催化应用的多孔表面C层。

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