Ang pulbos na kaolin ay naging mas mahalaga at malawakang ginagamit na materyal bilang suporta para sa katalista sa industriya ng kemikal, dahil sa mataas na surface area nito at kamangha-manghang katatagan na direktang nagpapahusay sa pagganap at habambuhay ng mga materyales na katalista. Sa modernong industriyal na larangan, ang mga katalista ay hindi mapapalitan sa walang hanggang proseso na nagpapakilos sa ekonomiya ng mundo—mula sa pag-refine ng petrolyo na nagko-convert ng krudo sa mga nasusunog na gasolina, produksyon ng petrokimikal na lumilikha ng mga pangunahing sangkap para sa plastik at sintetikong materyales, hanggang sa paglilinis ng kapaligiran na pumuputol sa nakakalason na emisyon at mga polusyon—habang mananatiling hindi nagbabago ang komposisyon nito sa buong reaksyon. Ang mga prosesong ito ay hindi lamang mahalaga sa ekonomiya; tutulong din sila sa mga kritikal na pangangailangan ng lipunan: ang mga nasusunog na gasolina ang nagpapatakbo sa mga network ng transportasyon na nag-uugnay sa mga komunidad, ang petrokimikal ay nagbibigay-daan sa produksyon ng kagamitan sa medisina, pakete, at mga materyales sa konstruksyon, at ang mga katalistang pangkalikasan ay tumutulong upang bawasan ang carbon footprint at polusyon sa hangin mula sa industriya. Habang ang mga industriya ay umaasa sa mas mataas na kahusayan, mas mababang gastos, at mas mahigpit na pagsunod sa kalikasan, ang pangangailangan para sa mga suportang katalista na kayang palakasin ang pagganap ng katalista ay tumaas nang husto—at ang pulbos na kaolin ay sumulpot bilang napakahusay na opsyon dahil sa kakaibang kakayahang mapataas ang gawain at katatagan ng mga katalista.
Ang bisa ng mga katalista ay lubhang nakadepende sa mga suportang materyales na gumaganap ng tatlong pangunahing tungkulin: paghawak sa mga aktibong sangkap (tulad ng mga metal o metal oxides), pagbibigay ng walang hadlang na daan upang marating ng mga reaktant ang mga aktibong site, at pagtitiis sa matitinding kondisyon ng reaksyon na maaaring siraan ang mas mahihinang materyales. Kung wala nang mapagkakatiwalaang suporta, kahit ang pinakamalakas na aktibong sangkap ay hindi makapagbibigay ng pare-parehong resulta—maaaring magdikit-dikit ang mga aktibong site (na nagbubunga ng pagbaba sa available na surface area), nahihirapan ang mga reaktant na tumagos sa masinsin na estruktura, o maaring masira ang suporta dahil sa init at presyon, na nagdudulot ng kontaminasyon sa halo ng reaksyon. Matagal nang ginagamit ang tradisyonal na mga suportang katalista tulad ng alumina o silica, ngunit madalas na kulang pa rin sa mga modernong pang-industriyang pangangailangan. Ang alumina ay may magandang katatagan ngunit karaniwang may mababang surface area, na naglilimita sa gawain ng katalista; ang silica ay nagbibigay ng mas mataas na surface area ngunit kulang sa thermal stability, na nasira sa mataas na temperatura na karaniwan sa petroleum refining. Pareho ay maaaring magastos na iprodukto, lalo na kapag nilinis upang matugunan ang mga pamantayan ng industriya. Ang kaolin powder, sa kabila nito, ay nakatutugon sa mga kakulangang ito sa pamamagitan ng espesyal na proseso na optimeysa ang likas nitong mineral na istruktura. Ang hilaw na kaolin ay dumaan sa calcination (kontroladong pagpainit) upang alisin ang kahalumigmigan at organic impurities, kasunod ng pagpapalis ng mga bakas ng metal na maaaring pumatay sa katalista, na nagreresulta sa isang suportang materyal na may balanse sa mataas na surface area, hindi pangkaraniwang katatagan, at murang gastos. Ang kombinasyong ito ang nagging sanhi kung bakit ito ang napiling suportang katalista para sa iba't ibang aplikasyon sa kimika, mula sa malalaking petroleum refineries hanggang sa mga espesyalisadong petrochemical plant at mga pasilidad sa pagtrato sa kalikasan.
Ang mataas na surface area ang itinuturing na pinakamahalaga at nakapagpapabatid na katangian ng pulbos na kaolin para sa suporta ng katalista, na direktang nakakaapekto sa aktibidad at kahusayan ng katalitikong reaksyon sa bawat aplikasyon. Ang mga katalitikong reaksyon ay nangyayari lamang sa ibabaw ng mga aktibong sangkap—tulad ng platinum, nickel, o metal oxides—kaya't ang mas malaking surface area ay nangangahulugan ng higit na magagamit na aktibong site para makipag-ugnayan sa mga reactant. Ang mas maraming aktibong site ay nangangahulugan ng mas mabilis na bilis ng reaksyon, mas mataas na conversion ng hilaw na materyales tungo sa ninanais na produkto, at mas kaunting nabubuong di-kagustuhang byproduct—lahat ng mga salik na direktang nagpapataas sa kita at sustenibilidad sa industriya. Napakahalaga nito lalo na sa mga mataas na produksiyong industriya tulad ng pag-refine ng petrolyo, kung saan ang pagtaas man lamang ng isang porsyento sa rate ng conversion ay maaaring magdulot ng milyon-milyong dagdag na kita mula sa mga de-kalidad na gasolina. Sa produksiyon ng petrokimikal, ang mas maraming aktibong site ay nagsisiguro na ang mga hilaw na materyales tulad ng ethylene ay ganap na nagko-convert sa polymers na may pinakamaliit na basura, na bumabawas sa gastos at sa epekto sa kapaligiran. Para sa mga environmental catalyst, ang mas maraming aktibong site ay nangangahulugan ng mas mahusay na pag-alis ng nakakalason na polusyon mula sa usok ng industriya, na tumutulong sa mga pasilidad na matugunan ang mahigpit na regulasyon sa emisyon. Matibay ang ugnayan ng surface area sa performance kaya't karaniwang sinusukat ng mga tagagawa ng katalista ang kalidad ng suporta batay sa surface area nito, at patuloy na nalalampasan ng pulbos na kaolin ang marami pang alternatibo sa mahalagang sukatan na ito.
Ang pulbos na kaolin ay nakakamit ng hindi pangkaraniwang malaking surface area sa pamamagitan ng maingat na pagpoproseso na nagbabago sa hilaw na luwad sa mataas na kakayahang suporta para sa katalista. Ang hilaw na kaolin, isang likas na mineral na phyllosilicate, ay may relatibong mababang surface area dahil sa makapal, magkaka-layer na istruktura at ang pagkakaroon ng kahalumigmigan, organikong bagay, at mga dumi. Upang mapalaya ang potensyal nito, ang hilaw na kaolin ay dinadaan muna sa pagpuputol at pagdurog upang bawasan ang laki ng particle, lumilikha ng higit na paunang surface area, at matiyak ang pare-parehong proseso. Susunod ay ang calcination—ang pinakamahalagang hakbang—kung saan pinainit ang kaolin sa kontroladong oven sa temperatura na mula katamtaman hanggang mataas, depende sa ninanais na istruktura ng butas. Ang pagkainit na ito ay nagtatanggal ng nakapirming kahalumigmigan at sinusunog ang mga organikong dumi, na nagdudulot ng paglaki ng istruktura ng luwad at pagbuo ng maliliit na magkakaugnay na butas. Ang mga butas na ito, na karaniwang sinusukat sa nanometro, ay lumilikha ng napakalaking network ng mga daanan na dramatikong nagpapataas ng surface area—ang pinaiinit na kaolin ay maaaring magkaroon ng surface area na maraming beses na mas mataas kaysa sa hilaw na luwad. Mahalaga na ang mga parameter ng calcination ay inaayon sa partikular na aplikasyon: ang mas mataas na temperatura ay lumilikha ng mas maliit, mas makapal na mga butas na perpekto para sa mga reaksyon na may maliliit na molekula tulad ng hydrogen, habang ang mas mababang temperatura ay lumilikha ng mas malalaking butas na angkop para sa pagpoproseso ng malalaking molekula ng hydrocarbon. Matapos ang calcination, dinadaan ang kaolin sa mga hakbang ng paglilinis upang alisin ang natitirang mga dumi tulad ng iron oxide o mga mabigat na metal, na maaaring makipag-ugnayan sa mga aktibong bahagi at bawasan ang epektibidad ng katalista. Ang huling produkto ay isang buhaghag, mataas na kalinisan na pulbos na kaolin na nagbibigay ng optimal na surface area at istruktura para sa pagsuporta sa mga aktibong bahagi ng katalista.
Sa pagpapino ng petrolyo, ang mga katalista na nakasuporta sa pulbos ng kaolin ay gumagamit ng mataas na surface area upang mapadali ang epektibong pagkakaiba-iba ng malalaking hydrocarbon patungo sa mas magagaan at mas mahalagang mga fuel tulad ng gasoline, diesel, at jet fuel. Ang mabigat na krudo, na hinuhugot mula sa mga oil field sa buong mundo, ay naglalaman ng malalaki at kumplikadong mga molekula ng hydrocarbon na may mababang halaga sa merkado—masyadong malaki ang mga molekula na ito para gamitin nang direkta bilang fuel sa transportasyon at kailangang durugin sa pamamagitan ng mga reaksyon sa cracking. Ang mga reaksiyong ito ay nangangailangan ng mga katalista na may sagana sa aktibong mga site upang masira ang carbon-carbon bonds sa malalaking molekula, at ang mga katalistang nakasuporta sa kaolin ay nagbibigay eksaktong ganitong katangian. Ang porous na istruktura ng suportang kaolin ay nagbibigay-daan sa malalaking molekula ng hydrocarbon na madaling tumagos sa mga aktibong site (karaniwan ay mga metal tulad ng nickel o cobalt) na nakabaon sa loob ng mga butas. Kapag naroroon na, sinisira ng mga aktibong site ang malalaking molekula sa mas maiikling mga molekula, na lumalabas naman bilang mas magagaan na mga fuel. Kumpara sa tradisyonal na mga suporta, ang mga katalistang batay sa kaolin ay nakakamit ng mas mataas na rate ng conversion—nangangahulugan ito na mas maraming mabigat na langis ang napapalitan sa mga kapakinabangang fuel—at gumagawa ng mas kaunting byproduct tulad ng coke (solid carbon residue) na pumipigil sa mga katalista at nangangailangan ng madalas na pagpapalit. Hindi lamang ito nagpapataas sa produksyon ng mga fuel na mataas ang halaga kundi din pinalalawig ang buhay ng katalista, na nagbabawas sa oras ng pagtigil sa operasyon ng mga refinery. Halimbawa, sa fluid catalytic cracking (isa sa pinakakaraniwang proseso sa pagpapino), ipinakita na ang mga katalistang nakasuporta sa kaolin ay nagpapataas nang malaki sa yield ng gasoline habang binabawasan ang pagbuo ng coke, na nagiging sanhi upang mas maging epektibo at kumikitang mga refinery. Bukod dito, ang mas mababang basura ay nagreresulta sa mas mababang epekto sa kalikasan, dahil mas kaunti ang hindi naprosesong mabigat na langis at coke na kailangang itapon.
Sa produksyon ng petrochemical, ang mas malaking surface area ng mga catalyst na sinusuportahan ng kaolin ay nagagarantiya ng pinakamataas na contact sa pagitan ng mga reactant at aktibong bahagi, na nagpapataas ng conversion ng mga hilaw na materyales patungo sa mataas ang halagang kemikal tulad ng ethylene, propylene, at benzene—mga pangunahing sangkap para sa plastik, sintetikong hibla, at specialty chemicals. Ang mga proseso sa petrochemical ay kadalasang nagsasangkot ng eksaktong reaksyon na nangangailangan ng mga catalyst upang selektibong i-convert ang isang compound sa isa pa, at ang mataas na surface area ng suportang kaolin ay pinalalakas ito sa pamamagitan ng pagtitiyak na ang mga reactant ay nakikipag-ugnayan sa mga aktibong site bago sila makabuo ng di-nais na byproduct. Halimbawa, sa steam cracking ng naphtha (isang byproduct ng langis), ang mga catalyst na nakasuporta sa pulbos ng kaolin ay tumutulong sa pag-convert ng naphtha sa ethylene—isang pangunahing sangkap sa polyethylene, na ginagamit sa paggawa ng plastik na bag, bote, at packaging. Ang porous na istruktura ng kaolin ay nagbibigay-daan upang kumalat nang pantay ang singaw ng naphtha sa mga aktibong site, na nagagarantiya na halos lahat ng naphtha ay nagiging ethylene imbes na mas mababa ang halagang byproduct. Katulad nito, sa produksyon ng propylene (na ginagamit sa polypropylene para sa mga bahagi ng sasakyan at lalagyan ng pagkain), ang mga catalyst na sinusuportahan ng kaolin ay nagpapataas ng ani sa pamamagitan ng pagbibigay ng sagana't aktibong site na pumuputol sa mas malalaking hydrocarbon patungo sa propylene. Higit pa sa ani, ang suportang kaolin ay nagpapabuti rin ng katatagan ng catalyst sa mga prosesong petrochemical, na madalas na gumagana sa mataas na temperatura at presyon. Hindi tulad ng mga suportang gawa sa silica na maaaring lumambot sa mataas na temperatura, ang kaolin ay nagpapanatili ng kanyang porous na istruktura, na nagtitiyak na ang mga aktibong site ay nananatiling ma-access at ang performance ng catalyst ay pare-pareho sa paglipas ng panahon. Ang katatagan na ito ay binabawasan ang pangangailangan sa madalas na pagpapalit ng catalyst, na nagpapababa sa gastos sa produksyon at minimizes ang downtime para sa mga planta ng petrochemical. Para sa produksyon ng specialty chemical—tulad ng paggawa ng solvent o pandikit—ang mga catalyst na sinusuportahan ng kaolin ay nagbibigay ng eksaktong kontrol sa mga kondisyon ng reaksyon, na nagagarantiya ng pare-parehong kalidad ng produkto na sumusunod sa mahigpit na pamantayan ng industriya.
