26347

بررسي تاثير باريم بر پايداري حرارتي آلومينا انتقالي سنتز شده به روش شيميايي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- سراميك

1397

1400/12/24

رحيم نقي زاده - حميدرضا رضايي

مهندسي مواد و متالورژي

آلوميناي انتقالي كه از حرارت دادن هيدروكسيدهاي آلومينيوم مانند گيبسيت Al(OH)3 و بوهميتAlOOH در دماهاي بالا 300 درجه سانتي گراد الي 1200 درجه سانتي گراد به وجود مي¬آيند و داراي سطح ويژه بالا، مراكز اسيدي و بازي مي باشند كه موجب كاربرد آن ها به عنوان كاتاليست و جاذب مي¬باشد. بهترين آلوميناي انتقالي ، آلوميناي گاما مي¬باشد كه معمولا از بوهميت حاصل از فرآيندهاي رسوبي، سل-ژل ، هيدروترمال مي باشد. آلوميناي گاما از حدود دماي 500 درجه سانتي گراد الي 900 حاصل مي شود و به تدريج از 900 الي 1200 درجه سانتي گراد به آلومينا آلفا تبديل مي¬گردد. يكي از مهمترين چالش هاي كاتاليست ها دماي تبديل فازي آلومينا گاما مي باشد. در اين پروژه ابتدا نيترات آلومينيوم در آب دي يونيزه در دماي 75 درجه سانتي گراد حل شده و سپس pH آن با آمونياك از عدد 3 به 8 افزايش يافت و رسوب به دست آمد. يك رسوب با زمان ماندن بسيار كم در حال تعادل با محلول و يك رسوب با زمان 5 ساعت ماند، كلسينه شدند. نتايج نشان داد كه در رسوب بدون ماند بوهميت با مقدار بسيار كمي Al(OH)3 ( كه احتمالا بايريت ) با پيك هاي ضعيف به دست آمد و از طرفي نمونه با زمان ماند (نگهداري) 5ساعت فقط بوهميت با پيك هاي قوي حاصل گرديد. براي كلسيناسيون نمونه بدون ماند در دماي 560 درجه سانتي گراد آلوميناي گاما حاصل شد كه مطابق آناليز جذب اشعه مادون قرمز دو جذب مشخصه آلوميناي گاما در طول موج هاي cm-1 580 و cm-1 880 را داشتند. با افزايش دماي كلسيناسيون تا 1050 درجه سانتي گراد فقط مقدار جزيي فاز تتا علاوه بر گاما ظاهر شد و در دماي 1250 درجه سانتي گراد كاملا به آلفا آلومينا تبديل گرديد. با افزودن 5درصد مولي باريم به صورت كلريد در محلول و سپس به دست آمدن بوهميت و كلسيناسيون آن مجددا آلومينا گاما به دست آمد. آلوميناي گاما حاصله تا 1050 درجه سانتي گراد حرارت داده شد كه مقدار بسيار كمتري فاز انتقالي تتا و دلتا از نمونه بدون افزودني داشت. با حرارت دادن آلوميناي گاما حاوي باريم تا 1250 درجه سانتي گراد فاز گاما و تتا به مقدار قابل توجهي همراه با فاز آلفا وجود داشتند ، اين موضوع نشان دهنده پايداري حرارتي آلوميناي گاما حاوي 5درصد مولي نسبت به آلومينا گاما بدون افزودني است.

1401/01/28

Investigation of the effect of barium on the thermal stability of chemically synthesized transition alumina

3/15/2023 12:00:00 AM

Transition alumina, which is formed by heating aluminum hydroxides such as gibbsite Al (OH) 3 and boehmite AlOOH at high temperatures of 300 ° C to 1200 ° C and has a high specific surface area, acid centers and bases that cause its application. As a catalyst and adsorbent. The best transfer alumina is gamma alumina, which is usually from boehmite from sedimentary processes, sol-gel, hydrothermal. Gamma alumina is obtained from a temperature of about 500 ° C to 900 ° C and is gradually converted to alpha alumina from 900 ° C to 1200 ° C. One of the most important challenges for catalysts is the alumina gamma phase conversion temperature. In this project, first aluminum nitrate was dissolved in deionized water at 75 ° C and then its pH was increased from 3 to 8 with ammonia and a precipitate was obtained. A precipitate with equilibrium staying in equilibrium with the solution and a sediment with a residence time of 5 hours were calcined. The results showed that in the sediment without bohemite residue with very small amount of Al (OH) 3 (which is probably berite) with weak peaks was obtained and on the other hand the sample with retention time (storage) of 5 hours was obtained only bohemite with strong peaks. For the calcination of the sample without residue at 560 ° C, gamma alumina was obtained, which according to the infrared absorption analysis had two characteristic absorptions of gamma alumina at wavelengths of 580 cm-1 and 880 cm-1. With increasing calcination temperature up to 1050 ° C, only a small amount of theta phase appeared in addition to gamma and at 1250 ° C it was completely converted to alpha alumina. Alumina gamma was obtained again by adding 5 mol% of barium as chloride in solution and then obtaining bohemite and calcination. The resulting gamma alumina was heated to 1050 ° C, which had a much lower theta and delta transfer phase than the sample without additives. By heating gamma alumina containing barium to 1250 ° C, the gamma and theta phases were significantly present along with the alpha phase, indicating the thermal stability of gamma alumina containing 5% molar relative to the gamma alumina without additive.

Mehdi Akhavan

Dr. Rahim Naghizade