Уже долгое время кристаллические структуры на основе бемита и байерита равно как и соответствующие переходные фазы глинозема ( гамма-, тета-, дельта-, эта-) применяются в качестве носителей для широкой палитры каталитических процессов.
Традиционно процесс Байера [1] является промышленным источником указанных глиноземных форм для стандартных каталитических процессов. Однако современные условия многих каталитических процессов предполагают повышенные требования к химической чистоте и однородности поверхности катализатора в целях обеспечения их качества и долговечности. Более того, современные, высокоселективные каталитические технологии требуют развития катализаторов (а, значит, и носителей для них) со специальной морфологией и предопределенной кислотностью.
Такие носители катализаторов с высоким уровнем чистоты и изощренным дизайном поверхности могут быть легко произведены с применением золь-гель технологии [2]. Этот передовой процесс предполагает использование очищенных алюмо-органических прекурсоров. Такие полуфабрикаты (например, Al(OR)3; -OR= и -пропилат, -бутилат или -гексанолят) гидролизуются в строго контролируемых химических условиях. Результатом является суспензия глинозема высокой чистоты. В дополнение к повышенной чистоте преимуществом процесса является более тонкий (по сравнению с процессом Байера) контроль микрохимической конденсации на стадии гидролиза. Этот тонкий тьюнинг ответственен за результирующие физические свойства гидролизата - гидрата алюминия (например, кристаллическую структуру и размеры кристаллитов) [3].
При целевом добавлении дотирующих элементов новые, ранее недоступные, формы высокочистых глиноземов становятся реальностью благодаря золь-гельному синтезу [4, 5]. В зависимости от выбора дотирующего элемента (например, Si или Mg) и его концентрации, можно управлять физическими и химическими свойствами результирующих соединений. естественно, что при добавлении Si интенсифицируются кислотные, а при добавлении Mg - щелочные свойства поверхности носителя [6, 7]. Комбинирование дотирующего элемента с разнообразием размеров и форм кристаллитов матрицы еще более деверсифицирует палитру возможных носителей катализаторов по свойствам. Было изучено влияние размера кристаллитов и концентрации дотирующего оксида (SiO2 or MgO) на термостабильность (устойчивость морфологии к длительному воздействию экстремальных температур) активированных каталитических носителей. и тот, и другой фактор оказали существенное влияние на температуру фазовых переходов и, как следствие, на стабильность морфологии при повышенных температурах реакций [8].
Корректный выбор и обеспечение кислотности свойств поверхности носителя являеются важными факторами при проектированиии производстве современных высокоселективных катализаторов. авторам удалось измерить концентрацию и силу Льюисовских и Бренстедовских кислотных центров на различных фазах глиноземов и глино-кремнеземов собственного производства. Экстремальная зависимость их удельной интенсивности от концентрации дотирующего элемента выявляет качественные изменения поверхности носителя с увеличением содержания Si до определенных значений и избавляет от необходимости испробовать всю шкалу концентраций лигатуры в поисках носителя с оптимальными свойствами.