Sintering adalah fenomena penonaktifan katalitik industri yang tidak dapat diubah dan paling umum pada-kondisi suhu tinggi, banyak terjadi di unit kimia seperti perengkahan katalitik, denitrifikasi gas buang, dan reaktor hidrogenasi. Tidak seperti pengendapan karbon dan keracunan katalis, yang dapat dipulihkan melalui regenerasi, sintering menyebabkan kerusakan struktural permanen pada katalis yang tidak dapat diperbaiki sehingga memerlukan penggantian penuh. Ini adalah faktor kunci yang memperpendek siklus operasi unit dan meningkatkan biaya produksi.
Sebagian besar katalis industri merupakan katalis pendukung yang aktivitas katalitiknya berasal dari partikel logam berukuran nano-yang tersebar pada permukaan pembawa. Efisiensi reaksi sangat bergantung pada luas permukaan spesifik yang besar dan banyaknya situs aktif yang disediakan oleh partikel logam kecil. Dalam kondisi pengoperasian termasuk suhu berlebih yang terus-menerus, layanan suhu tinggi-jangka panjang, atau suhu tinggi ditambah dengan uap air, stabilitas partikel logam turun drastis. Partikel logam halus bermigrasi, bertabrakan dan menyatu pada permukaan pembawa, menghasilkan pertumbuhan partikel yang terus menerus dan aglomerasi yang parah.
Seiring dengan aglomerasi partikel logam, pembawa katalis juga terdegradasi secara bersamaan. Pembawa berpori umum seperti alumina dan saringan molekuler mengalami keruntuhan pori dan transformasi fase kristal pada suhu yang sangat tinggi. Struktur berporinya hancur dan luas permukaan spesifiknya menurun tajam, sehingga kehilangan fungsinya untuk membubarkan dan melumpuhkan logam aktif. Partikel logam yang membesar dan struktur pembawa yang rusak secara drastis mengurangi situs aktif dan kinerja katalitik, menurunkan laju konversi unit reaksi dan meningkatkan konsumsi energi.
Pemicu utama sintering katalis meliputi suhu yang tidak terkendali secara tiba-tiba, suhu berlebih lokal, fluktuasi suhu yang tajam, dan uap air yang berlebihan dalam sistem reaksi. Sebagai mode penonaktifan yang tidak dapat diubah, sintering tidak dapat diperoleh kembali melalui proses konvensional seperti pembakaran kokas, pembersihan atau regenerasi, sehingga menyebabkan kegagalan katalis yang merepotkan dalam produksi industri.
Kondisi pengoperasian yang stabil menjadi prinsip inti untuk mencegah sintering katalis. Operator harus mengontrol suhu reaksi secara ketat untuk menghindari suhu berlebih dan suhu yang tidak terkendali, meminimalkan fluktuasi suhu, dan membatasi konsentrasi uap air dalam sistem. Sementara itu, mengoptimalkan struktur pembawa dan menambahkan bahan aditif tanah jarang dapat melumpuhkan partikel logam permukaan serta menahan migrasi dan aglomerasi partikel. Metode ini secara efektif meningkatkan-stabilitas katalis pada suhu tinggi, memperpanjang masa pakai, dan memastikan-pengoperasian unit produksi yang stabil dalam jangka panjang.