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Erschienen in: Topics in Catalysis 4-6/2015

01.04.2015 | Original Paper

Synthesis and Properties of Al2O3@Al Metal–Ceramic Core–Shell Microstructures for Catalyst Applications

verfasst von: Jieun Kim, Doohwan Lee

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 4-6/2015

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Abstract

Core–shell Al2O3@Al microstructures consisting of a highly heat conductive Al metal core encapsulated by a dense γ-Al2O3 shell formed by aggregation of porous γ-Al2O3 crystallites were obtained by hydrothermal surface oxidation of Al metal particles using two different methods: hydrothermal reactions at elevated temperatures above 423 K under autogenous pressure and microwave-powered surface-activated hydrothermal reactions at atmospheric pressure. The phase transformation of Al into γ-Al2O3 at the core/shell interface and the resulting morphological and structural properties of γ-Al2O3 crystallites from these two synthesis routes differed significantly. The high temperature hydrothermal route led to formation of densely agglomerated plate and rhombic shaped γ-Al2O3 crystallites with properties attributed to temperature, pH, and the presence of anions (NO3 , Cl, SO4 2−) and metal cations (Na+, K+, Ca2+). The microwave-powered method was highly efficient for structure formation under benign temperature and pressure conditions, resulting in uniform core–shell microstructures with unique petal-like surface morphologies and a sharp pore size distribution. These core–shell structured Al2O3@Al metal–ceramic composites utilized as supports for Rh catalysts enabled facilitated heat transport for endothermic glycerol steam reforming reactions, which resulted in substantial rate enhancements compared to a conventional Rh/Al2O3 catalyst.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Patzke GR, Zhou Y, Kontic R, Conrad F (2011) Angew Chem Int Ed 50:826CrossRef Patzke GR, Zhou Y, Kontic R, Conrad F (2011) Angew Chem Int Ed 50:826CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Zhang J, Wei S, Lin J, Luo J, Liu S, Song H, Elawad E, Ding X, Gao J, Qi S, Tang C (2006) J Phys Chem B 110:21680CrossRef Zhang J, Wei S, Lin J, Luo J, Liu S, Song H, Elawad E, Ding X, Gao J, Qi S, Tang C (2006) J Phys Chem B 110:21680CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Kuang DB, Fang YP, Liu HQ, Frommen C, Fenske D (2003) J Mater Chem 13:660CrossRef Kuang DB, Fang YP, Liu HQ, Frommen C, Fenske D (2003) J Mater Chem 13:660CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Zanganeh S, Kajbafvala A, Zanganeh N, Mohajerani MS, Lak A, Bayati MR, Zargar HR, Sadrezhaad SK (2010) Appl Phys A 99:317CrossRef Zanganeh S, Kajbafvala A, Zanganeh N, Mohajerani MS, Lak A, Bayati MR, Zargar HR, Sadrezhaad SK (2010) Appl Phys A 99:317CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Zhang J, Liu SJ, Lin J, Song HS, Luo JJ, Elssfah EM, Ammar E, Huang Y, Ding X, Gao J, Qi S, Tang C (2006) J Phys Chem B 110:14249CrossRef Zhang J, Liu SJ, Lin J, Song HS, Luo JJ, Elssfah EM, Ammar E, Huang Y, Ding X, Gao J, Qi S, Tang C (2006) J Phys Chem B 110:14249CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Zhang L, Lu W, Yan L, Feng Y, Bao X, Ni J, Shang X, Lv Y (2009) Micropor Mesopor Mater 119:208CrossRef Zhang L, Lu W, Yan L, Feng Y, Bao X, Ni J, Shang X, Lv Y (2009) Micropor Mesopor Mater 119:208CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Cai W, Yu J, Cheng B, Su BL, Jaroniec M (2009) J Phys Chem C 113:14739CrossRef Cai W, Yu J, Cheng B, Su BL, Jaroniec M (2009) J Phys Chem C 113:14739CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Jarenwattananon NN, Glöggler S, Otto T, Melkonian A, Morris W, Burt SC, Yaghi OM, Bouchard LS (2013) Nature 502:537CrossRef Jarenwattananon NN, Glöggler S, Otto T, Melkonian A, Morris W, Burt SC, Yaghi OM, Bouchard LS (2013) Nature 502:537CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Tikhov SF, Salanov AN, Palesskaya YV, Sadykov VA, Kustova GN, Litvak GS, Rudina NA, Zaikovskii VA, Tsybulya SV (1998) React Kinet Catal Lett 64:301CrossRef Tikhov SF, Salanov AN, Palesskaya YV, Sadykov VA, Kustova GN, Litvak GS, Rudina NA, Zaikovskii VA, Tsybulya SV (1998) React Kinet Catal Lett 64:301CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Tikhov SF, Fenelonov VB, Zaikovskii VI, Potapova YV, Sadykov VA (1999) Micropor Mesopor Mater 33:137CrossRef Tikhov SF, Fenelonov VB, Zaikovskii VI, Potapova YV, Sadykov VA (1999) Micropor Mesopor Mater 33:137CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Tikhov SF, Zaikovskii VI, Fenelonov VB, Potapova YV, Kolomiichuk VN, Sadykov VA (2000) Kinet Catal 41:835CrossRef Tikhov SF, Zaikovskii VI, Fenelonov VB, Potapova YV, Kolomiichuk VN, Sadykov VA (2000) Kinet Catal 41:835CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Tikhov SF, Potapova YV, Sadykov VA, Fenelonov VB, Tsybulya SV, Salanov AN, Ivanov VP, Kolomiichuk VN (2003) Kinet Catal 44:322CrossRef Tikhov SF, Potapova YV, Sadykov VA, Fenelonov VB, Tsybulya SV, Salanov AN, Ivanov VP, Kolomiichuk VN (2003) Kinet Catal 44:322CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Cullity BD, Stock SR (2001) Elements of X-ray diffraction, 3rd edn. Prentice Hall, New Jersey, pp 355–358 Cullity BD, Stock SR (2001) Elements of X-ray diffraction, 3rd edn. Prentice Hall, New Jersey, pp 355–358
22.
Zurück zum Zitat McMurry JE, Fay RC (2008) Chemistry, 5th edn. Pearson Prentice Hall, New Jersey, p 209, 888 McMurry JE, Fay RC (2008) Chemistry, 5th edn. Pearson Prentice Hall, New Jersey, p 209, 888
24.
Zurück zum Zitat Gregg SJ, Sing KSW (1982) Adsorption, surface area and porosity, 2nd edn. Academic Press, London, pp 41–105 Gregg SJ, Sing KSW (1982) Adsorption, surface area and porosity, 2nd edn. Academic Press, London, pp 41–105
25.
Zurück zum Zitat Souza Santos P, Souza Santos H, Toledo SP (2000) J Mater Res 3:104 Souza Santos P, Souza Santos H, Toledo SP (2000) J Mater Res 3:104
26.
Zurück zum Zitat Kul’ko EV, Ivanova AS, Litvak GS, Kryukova GN, Tsybulya SV (2014) Kinet Catal 45:754 Kul’ko EV, Ivanova AS, Litvak GS, Kryukova GN, Tsybulya SV (2014) Kinet Catal 45:754
Metadaten
Titel
Synthesis and Properties of Al2O3@Al Metal–Ceramic Core–Shell Microstructures for Catalyst Applications
verfasst von
Jieun Kim
Doohwan Lee
Publikationsdatum
01.04.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 4-6/2015
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-015-0378-9

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