۱-۹-۳- شکل دادن
در مقیاس کوچک آزمایشگاهی و راکتورهایی با بستر ثابت از الک هایی با مش^[۳۹] ۳۰–۶۰ جهت دانه بندی کاتالیزور استفاده می شود. از ذرات ریز تر به این دلیل که باعث افت فشار می شوند استفاده نمی گردد. اگر لازم باشد که کاتالیزور به شکل هندسی در آید، به کمک دستگاه قرص و یا اکسترودر^[۴۰] و همچنین با اضافه کردن یک ماده چسبنده برای استحکام، و ماده نرم کننده برای سهولت در عمل شکل دادن به پودر کاتالیزور این کار انجام می گیرد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱-۹-۴- کلسینه^[۴۱] و فعال نمودن
عمل کلسینه کردن برای حذف لیگاند های زاید، افزایش پراکندگی (ذرات فلز) و تثبیت کاتالیزور انجام می گیرد. از نظر عملیاتی کلسینه و خشک کردن فرایند هایی مشابه می باشند با این تفاوت که خشک کردن در دما های پایین تری انجام می گیرد. خشک کردن معمولاً در دماهایی در حدود  ۱۰۰ انجام می گیرد، در حالی که کلسینه کردن در دماهای بالاتر از  ۲۰۰ و حتی در مواردی بالای  ۱۲۰۰ انجام می شود. کلسینه را میتوان در یک کوره الکتریکی یا درون یک راکتور در جریان هوا یا گاز بی اثر انجام داد.
۱-۱۰- تهیه کاتالیزور های جامد با روش های فشار بالا و هیدروترمال
روش های فشار بالا و هیدروترمال کاربرد های عملی زیادی در علم مواد و در شیمی حالت جامد دارد. در این روش ها هم از لحاظ عملی و هم از نظر تکنولوژی برای رشد بلور ها و سنتز مواد جدید با خواص مفید حائز اهمیت اند. در بیشتر روش های فشار بالا، نمونه به طور مستقیم فشرده می شود. روش های هیدروترمال از این جهت فرق دارند که درون ظرف واکنش، آب تحت فشار وجود دارد[۱۱].
روش های هیدروترمال از آب تحت فشار و در دمای بالای نقطه جوش معمولی استفاده می شود، که وسیله ای برای سرعت بخشیدن به واکنش بین جامدات به شمار می آید. آب دارای دو نقش است. به صورت مایع یا بخار که مانند محیط انتقال فشار عمل می کند، و به عنوان حلال بعضی یا تمام مواد اولیه تحت فشار تا اندازه ای محلول در آب هستند و بدین وسیله واکنش ها را ممکن می سازد تا به وسیله و یا با کمک فاز مایع یا بخار انجام گیرند. تحت این شرایط واکنش می تواند در غیاب آب فقط در دماهای بالا انجام گیرد. پس، این روش به خصوص برای سنتز فاز هایی که در دمای بالا ناپایدارند مناسب است و همچنین تکنیکی مفید برای روش تک بلور ها است.
با تنظیم شیب دمای مناسب در ظرف واکنش، انحلال مواد اولیه در قسمت گرم ظرف و رسوب در قسمت سرد تر آن انجام می گیرد. چون واکنش های هیدروترمال باید در ظرف بسته انجام شوند روابط فشار- دمای آب در حجم ثابت حائز اهمیت اند، طرح تجهیزات هیدروترمال اساساً عبارت است از یک لوله، معمولاً از جنس فولاد که یک سر آن بسته است و سر دیگرش دارای درپوش پیچی با یک واشر نرم مسی برای درزبندی لوله است. این بمب را می توان مستقیماً به یک منبع فشار مستقل متصل کرد که به نام روش بسته سرد شناخته شده است. مخلوط واکنش و مقدار مناسبی آب درون بمب قرار داده می شود و پس از مسدود کردن آن داخل کوره ای با دمای معینی قرار داده می شود. روش های هیدروترمال برای سنتز بسیاری از مواد مورد استفاده قرار می گیرند. یک مثال کلسیم سیلیکات هیدراته که بسیاری از آن ها اجزای مهم سیمان و بتون اند. به طور نمونه آهک CaO و کوارتز SiO₂  را در مجاورت آب در دمای  ۱۵۰ تا  ۵۰۰ و فشارKb 1/0 تا ۲ حرارت می دهند. هر کلسیم سیلیکات هیدراته دارای شرایط سنتزی بهینه ای از ترکیب مخلوط اولیه، دما، فشار و زمان است. مثلاً زنوتلیت^[۴۲] Ca _۶ Si _۶ O₁₇ (OH)₂با حرارت مخلوط های CaO، SiO₂  در فشار بخار آب اشباع در دمای  ۱۵۰ تا  ۲۵۰ تهیه می شود.
۱-۱۱- جذب سطحی
فرایند جذب سطحی گاز شامل گذشتن جریان گاز از میان مواد جامد متخلخل که در بستر جذب سطحی تعبیه شده است، می باشد. سطح ماده ی جاذب، مواد مورد واکنش را جذب کرده و روش جذب می تواند به صورت فیزیکی و یا شیمیایی باشد. مقدار جذب سطحی به پارامتر های مختلفی مانند مساحت در واحد جرم، دما، فشار محیط و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی جذب شونده، بستگی دارد. افزایش سطح، افزایش فشار و کاهش دما می تواند باعث افزایش جذب گردد.
۱-۱۱-۱- جذب فیزیکی
میعان گاز ها و بخارات روی اجسام جامد در دمای بالاتر از نقطه شبنم آن ها، بستگی به نیرو های جذب مولکولی (نیروی واندروالس) دارد. مقدار گاز جذب شده، بستگی به سهولت میعان گاز، بالا بودن نقطه جوش و مقدار بیشتر گاز جذب شده دارد.
گرچه جذب فیزیکی معمولاً به طور مستقیم متناسب با سطح جسم است، به یک لایه مولکولی محدود نشده و می تواند چندین لایه مولکولی را روی سطح تشکیل دهد. جذب فیزیکی با میعان کشش لوله مویین در حفره ها اتفاق می افتد که این عمل باعث افزایش مقدار گاز جذب شده می گردد. مقدار کمی حرارت در جریان جذب فیزیکی آزاد شده و فرایند نسبتاً سریع بوده و به آسانی برگشت پذیر می باشد. با کاهش فشار یا افزایش دما، گاز جذب شده، اگر جذب شیمیایی نشده باشد، آزاد می شود. مقدار حرارت آزاد شده حدود ۵/۰ تا ۵ کیلو کالری بر مول می باشد. جذب فیزیکی نمی تواند فعالیت کاتالیزوری جامدات را برای واکنش های پایدار بین مولکولی توضیح دهد. این جذب ارتباطی به کیفیت سطح نداشته، اما نسبت مستقیم با مقدار سطح فیزیکی دارد. کمکی که جذب فیزیکی می کند، این است که در زمینه تعیین و تشخیص خواص فیزیکی کاتالیزور های جامد با روش های گوناگون می توان سطح تماس و اندازه منافذ را محاسبه نمود.
۱-۱۱-۲- جذب شیمیایی
در جذب شیمیایی، مولکول های گاز با ماده ی جاذب تشکیل پیوند داده و با نیرو های والانسی در سطح نگه داشته می شوند. جذب شیمیایی نسبت به جذب فیزیکی بسیار کند تر است چرا که جا به جایی اتم ها و مولکول ها رخ می دهد. جذب شیمیایی همچنین مقدار زیادی گرما آزاد کرده و انرژی بیشتری در فرایند لازم دارد. در حقیقت در دماهای پایین، جذب سطحی شیمیایی ممکن است خیلی کند انجام شود و اندازه گیری آن مشکل باشد.
نتایج جذب شیمیایی نشان می دهد که لایه مولکولی منفرد روی سطح تشکیل شده و فرایند معمولاً برگشت ناپذیر است. مقدار گاز جذب شده در جذب شیمیایی هم تابع فشار و دما می باشد. این نوع جذب به جذب شیمیایی فعال شده و فعال نشده تقسیم می شود. در حالت فعال شده سرعت جذب با درجه حرارت با یک انرژی فعال سازی محدود در معادله ی آرنیوس تغییر میکند و در حالت غیر فعال شده جذب شیمیایی به سرعت رخ داده و انرژی فعال سازی نزدیک به صفر است.
این نوع جذب اکثراً به صورت تک لایه ای بوده که این محدودیت به خاطر وجود نیروهای والانسی می باشد، که این نیرو ها مولکول ها را به سطح می چسبانند و با افزایش فاصله به سرعت از کار می افتند. این نیرو ها زمانی که حد فاصل از طول یک پیوند بیشتر می شود، به قدری کاهش می یابند که قادر نخواهند بود یک ترکیب را جذب نمایند. جذب شیمیایی در به دست آوردن معادلات سرعت در واکنش های کاتالیزوری، جهت برآورد میزان جذب مورد نیاز می باشد.

۱-۱۱-۳- اختلاف جذب فیزیکی و شیمیایی
اختلافات بین دو جذب فیزیکی و شیمیایی در جدول (۱-۲) آمده است. همان طور که از جدول پیداست، برای مشخص کردن سطح مرکز فعال و توضیح واکنش سطحی نیاز به اطلاعات جذب شیمیایی می باشد.
جدول ۱-۲- تفاوت های بین جذب فیزیکی و جذب شیمیایی روی جامدات

پارامتر	جذب فیزیکی	جذب شیمیایی
جاذب	تمام جامدات	بعضی جامدات
ماده ی جذب شده	تمام گاز های زیر دمای بخار	بعضی گاز ها با خاصیت فعال شیمیایی
محدوده درجه حرارت	دمای پایین	دمای بالا
حرارت جذب	پایین (در حدود   میعان)	بالا (در حدود گرمای واکنش)
سرعت	خیلی سریع	نسبتاً کم
انرژی فعال سازی	پایین	فعال E بالا، غیر فعال E کم