Salı olmayan oksitler arasında alümina iyi mekanik özelliklere, yüksek sıcaklık dirençine ve korozyon direncine sahipken, mezoporöz alümina (MA) ayarlanabilir gözenek boyutuna, büyük spesifik yüzey alanına, büyük gözenek hacmi ve düşük üretim maliyetine, kontrollü ilaç salınımı, adsorpsiyon ve diğer tarlalarda yaygın olarak kullanılan petrol, hidrokülasyon gibi hidrokülasyon, hidrokaklama ve diğer tarlalarda bulunur, hidrokülasyon, hidrokülasyon, hidrokülasyon, hidrokülasyon, hidrokülasyon, hidrokülasyon gibi, Sektörde yaygın olarak kullanılır, ancak alümina aktivitesini, hizmet ömrünü ve katalizörün seçiciliğini doğrudan etkileyecektir. Örneğin, otomobil egzoz saflaştırma sürecinde, motor yağı katkı maddelerinden biriken kirleticiler, katalizör gözeneklerinin tıkanmasına yol açacak ve böylece katalizör aktivitesini azaltacak koka oluşturacaktır. Yüzey aktif madde, alümina taşıyıcısının yapısını katalitik performansını oluşturacak şekilde ayarlamak için kullanılabilir.
MA'nın kısıtlama etkisi vardır ve aktif metaller yüksek sıcaklık kalsinasyonundan sonra devre dışı bırakılır. Ek olarak, yüksek sıcaklık kalsinasyonundan sonra, mezoporöz yapı çöker, MA iskeleti amorf durumdadır ve yüzey asitliği işlevselleştirme alanındaki gereksinimlerini karşılayamaz. Katalitik aktiviteyi, mezoporöz yapı stabilitesini, yüzey termal stabilitesini ve MA malzemelerinin yüzey asitliğini iyileştirmek için modifikasyon tedavisi gerekir. iskelet.
Nadir toprak elemanlarının özel elektron konfigürasyonu, bileşiklerinin özel optik, elektrik ve manyetik özelliklere sahip olmasını sağlar ve katalitik malzemeler, fotoelektrik malzemeler, adsorpsiyon malzemeleri ve manyetik malzemelerde kullanılır. Nadir toprak modifiye mezoparan malzemeler asit (alkali) özelliğini ayarlayabilir, oksijen boşluğunu artırabilir ve metal nanokristalin katalizörünü düzgün dağılım ve stabil nanometre ölçeği ile sentezleyebilir. Uygun gözenekli malzemeler ve nadir topraklar, metal nanokristallerin yüzey dağılımını ve katalizlerin stabilitesi ve karbon depozisyon direnci geliştirebilir. Bu yazıda, katalitik performansı, termal stabiliteyi, oksijen depolama kapasitesini, spesifik yüzey alanı ve gözenek yapısını iyileştirmek için nadir toprak modifikasyonu ve MA'nın işlevselleştirilmesi getirilecektir.
1 Ma Hazırlık
1.1 Alümina taşıyıcısının hazırlanması
Alümina taşıyıcısının hazırlama yöntemi gözenek yapısı dağılımını belirler ve yaygın hazırlık yöntemleri psödo-boehmit (PB) dehidrasyon yöntemi ve sol-jel yöntemini içerir. Pseudoboehmit (Pb) ilk olarak Calvet tarafından önerildi ve H+, alümina oluşturmak için yüksek sıcaklıkta kalsine edilen ve dehidre edilen ara katman suyu içeren γ-ALOOH kolloidal Pb elde etmek için peptizasyonu destekledi. Farklı hammaddelere göre, genellikle yağış yöntemine, karbonizasyon yöntemi ve alkolaluminum hidroliz yöntemine ayrılır. Pb'nin kolloidal çözünürlüğü kristallikten etkilenir ve kristallik artışı ile optimize edilir ve ayrıca çalışma işlem parametrelerinden etkilenir.
Pb genellikle yağış yöntemi ile hazırlanır. Alkali alüminat çözeltisine veya asit alüminat çözeltisine ilave edilir ve hidratlanmış alümina (alkali çökeltme) elde etmek için çökeltilir veya daha sonra yıkanır, kurutulur ve Pb elde etmek için kalsine edilen alüminli çökeltmeye asit ilave edilir. Yağış yönteminin çalıştırılması kolaydır ve endüstriyel üretimde sıklıkla kullanılan maliyet bakımından düşüktür, ancak birçok faktörden (çözelti pH, konsantrasyon, sıcaklık, vb.) Etkilenir. Ve daha iyi dağılabilirliğe sahip parçacık elde etme koşulu katıdır. Karbonizasyon yönteminde, CO2and naalo2 ve Pb'nin reaksiyonu ile elde edilen Al (OH) 3I, yaşlandıktan sonra elde edilebilir. Bu yöntem, basit operasyon, yüksek ürün kalitesi, kirlilik ve düşük maliyetli avantajlara sahiptir ve yüksek katalitik aktivite, mükemmel korozyon direnci ve düşük yatırım ve yüksek getiri ile yüksek spesifik yüzey alanı hazırlayabilir. ALüminum Alkoksit Hidroliz yöntemi genellikle yüksek açıklıklı PB hazırlamak için kullanılır. Alüminyum alkoksit, alüminyum oksit monohidrat oluşturmak için hidrolize edilir ve daha sonra iyi kristallik, düzgün partikül boyutu, konsantre gözenek boyutu dağılımı ve küresel parçacıkların yüksek bütünlüğüne sahip yüksek saflıkta Pb elde etmek için tedavi edilir. Bununla birlikte, işlem karmaşıktır ve belirli toksik organik çözücülerin kullanılması nedeniyle iyileşmek zordur.
Ek olarak, inorganik tuzlar veya metallerin organik bileşikleri, alümina öncüllerinin sol-jel yöntemi ile hazırlanması için yaygın olarak kullanılır ve daha sonra jelleşen, kurutulmuş ve kavrulmuş SOL üretmek için çözeltiler hazırlamak için saf su veya organik çözücüler eklenir. Şu anda, alümina hazırlama süreci Pb dehidrasyon yöntemi temelinde hala iyileştirilmiştir ve karbonizasyon yöntemi, ekonomisi ve çevre koruması nedeniyle hazırlanan aümina, potansiyel bir yöntem olan daha düzgün gözenek boyutu dağılımı nedeniyle çok dikkat çekmiştir, ancak endüstriyel uygulamayı gerçekleştirmesi gerekir.
1.2 MA Hazırlık
Geleneksel alümina fonksiyonel gereksinimleri karşılayamaz, bu nedenle yüksek performanslı MA hazırlamak gerekir. Sentez yöntemleri genellikle şunları içerir: sert şablon olarak karbon kalıbına sahip nano döküm yöntemi; SDA'nın sentezi: SDA ve diğer katyonik, anyonik veya noniyonik yüzey aktif cisimleri gibi yumuşak şablonların varlığında buharlaşmaya bağlı kendi kendine montaj işlemi (EISA).
1.2.1 EISA süreci
Yumuşak şablon, sert membran yönteminin karmaşık ve zaman alıcı işlemini önleyen ve diyaframın sürekli modülasyonunu gerçekleştirebilen asidik durumda kullanılır. MA'nın EISA tarafından hazırlanması, kolay kullanılabilirliği ve tekrarlanabilirliği nedeniyle çok dikkat çekmiştir. Farklı mezoparoz yapılar hazırlanabilir. MA'nın gözenek boyutu, yüzey aktif madde hidrofobik zincir uzunluğunu değiştirerek veya hidroliz katalizörünün molar oranının çözeltide alüminyum öncüsüne ayarlanmasıyla ayarlanabilir. Trietanolamin (TEA), vb. EISA, alüminyum alkoksitler ve yüzey aktif madde şablonları, tipik olarak alüminyum izopropoksit ve p123 gibi organoalüminyum öncüllerin birlikte montaj sürecinin yerini alabilir, mezoporöz materyallerin başarılı bir şekilde geliştirilmesine izin verilen, hidroliz ve kesi kinetiği elde etmek için başarılı bir şekilde geliştirilmesini gerektirir. Sol'daki yüzey aktif madde miselleri tarafından.
EISA sürecinde, sulu olmayan çözücülerin (etanol gibi) ve organik kompleksleştirici ajanların kullanılması, organoaluminyum öncüllerin hidrolizi ve yoğuşma oranını etkili bir şekilde yavaşlatabilir ve AL (OR) 3 ve alüminum izopropoksit gibi OMA malzemelerinin kendi kendine montajını indükleyebilir. Bununla birlikte, sulu olmayan uçucu çözücülerde, yüzey aktif madde şablonları genellikle hidrofilite/hidrofobikliklerini kaybeder. Ek olarak, hidroliz ve polikondensasyonun gecikmesi nedeniyle, ara ürünün hidrofobik grubu vardır, bu da yüzey aktif madde şablonu ile etkileşime girmeyi zorlaştırır. Sadece yüzey aktif madde konsantrasyonu ve çözücü buharlaşma sürecinde alüminyumun hidroliz derecesi ve polikondensasyonu yavaş yavaş arttığında, şablon ve alüminyumun kendi kendine toplanması gerçekleşebilir. Bu nedenle, çözücülerin buharlaşma koşullarını ve sıcaklık, bağıl nem, katalizör, çözücü buharlaşma oranı vb. Gibi öncüllerin hidrolizi ve yoğuşma reaksiyonunu etkileyen birçok parametre nihai montaj yapısını etkileyecektir. Şek. 1, yüksek termal stabilite ve yüksek katalitik performansı olan OMA malzemeleri, solvotermal destekli buharlaşmaya bağlı kendi kendine montaj (SA-EISA) ile sentezlendi. Solvotermal tedavi, yüzey aktif cisimleri ve alüminyum arasındaki etkileşimi arttıran küçük boyutlu küme alüminyum hidroksil grupları oluşturmak için alüminyum öncüllerin tam hidrolizini destekledi. Geleneksel EISA sürecinde, buharlaşma sürecine organoaluminyum öncül hidrolizi eşlik eder, bu nedenle buharlaşma koşulları OMA'nın reaksiyonu ve son yapısı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Solvotermal tedavi aşaması, alüminyum öncülün tam hidrolizini teşvik eder ve kısmen yoğunlaştırılmış kümelenmiş alüminyum hidroksil grupları üretir. Çok çeşitli buharlaşma koşulları altında oluşur. Geleneksel EISA yöntemi ile hazırlanan MA ile karşılaştırıldığında, SA-EISA yöntemi ile hazırlanan OMA, daha yüksek gözenek hacmine, daha iyi spesifik yüzey alanına ve daha iyi termal stabiliteye sahiptir. Gelecekte, EISA yöntemi, yüksek dönüşüm oranı ve mükemmel seçicilik ile ultra büyük diyafram MA hazırlamak için kullanılabilir.
Şekil 1 OMA malzemelerini sentezlemek için SA-EISA yönteminin akış şeması
1.2.2 Diğer Süreçler
Geleneksel MA preparasyonu, net bir mezoporöz yapı elde etmek için sentez parametrelerinin hassas kontrolünü gerektirir ve şablon malzemelerinin çıkarılması da zorlayıcıdır, bu da sentez sürecini karmaşıklaştırır. Şu anda, birçok literatür MA'nın farklı şablonlarla sentezini bildirmiştir. Son yıllarda, araştırma esas olarak sulu çözeltide alüminyum izopropoksit tarafından şablon olarak glikoz, sükroz ve nişasta ile MA sentezine odaklanmıştır. Bu MA malzemelerinin çoğu alüminyum nitrat, sülfat ve alkoksitten alüminyum kaynaklar olarak sentezlenir. MA CTAB ayrıca Pb'nin alüminyum kaynak olarak doğrudan modifikasyonu ile elde edilir. Farklı yapısal özelliklere sahip MA, yani AL2O3) -1, AL2O3) -2 ve AL2O3 ve iyi termal stabiliteye sahiptir. Yüzey aktif madde ilavesi, Pb'nin doğal kristal yapısını değiştirmez, ancak parçacıkların istifleme modunu değiştirir. Ek olarak, AL2O3-3 oluşumu, organik çözücü PEG ile stabilize edilen nanoparçacıkların yapışması veya PEG çevresinde agregasyon ile oluşturulur. Bununla birlikte, AL2O3-1'in gözenek boyutu dağılımı çok dardır. Ek olarak, paladyum bazlı katalizörler taşıyıcı olarak sentetik MA ile hazırlandı. Metan yanma reaksiyonunda, AL2O3-3 tarafından desteklenen katalizör iyi katalitik performans gösterdi.
İlk kez, nispeten dar gözenek boyutu dağılımına sahip MA, ucuz ve alüminyum açısından zengin alüminyum siyah cüruf Abd kullanılarak hazırlandı. Üretim işlemi, düşük sıcaklıkta ve normal basınçta ekstraksiyon işlemini içerir. Ekstraksiyon işleminde kalan katı parçacıklar çevreyi kirletmez ve düşük riskle yığılabilir veya beton uygulamada dolgu veya toplama olarak yeniden kullanılabilir. Sentezlenen MA'nın spesifik yüzey alanı 123 ~ 162m2/g, gözenek boyutu dağılımı dar, tepe yarıçapı 5.3nm ve gözeneklilik 0.37 cm3/g'dir. Malzeme nano büyüklüğünde ve kristal boyutu yaklaşık 11nm'dir. Katı hal sentezi, klinik kullanım için radyokimyasal emici üretmek için kullanılabilen MA'yı sentezlemek için yeni bir süreçtir. Alüminyum klorür, amonyum karbonat ve glikoz hammaddeleri, 1: 1.5: 1.5'lik bir molar oranında karıştırılır ve MA, termal pil ekipmanlarında konsantre131i ile sentezlenir. Tiroid kanseri tedavisi için büyük doz131i [NAI] kapsüllerinin kullanımı.
Özetle, gelecekte, çok seviyeli sıralı gözenek yapıları oluşturmak, malzemelerin yapısını, morfolojisini ve yüzey kimyasal özelliklerini etkili bir şekilde ayarlamak ve geniş yüzey alanı oluşturmak ve solucan deliği MA'yı oluşturmak için küçük moleküler şablonlar da geliştirilebilir. Ucuz şablonları ve alüminyum kaynakları keşfedin, sentez sürecini optimize edin, sentez mekanizmasını netleştirin ve işlemi yönlendirin.
2 Ma Modifikasyon Yöntemi
Aktif bileşenlerin MA taşıyıcısına eşit olarak dağıtılması yöntemleri arasında emprenye, yerinde synthe-SIS, yağış, iyon değişimi, mekanik karıştırma ve eritme arasında, ilk ikisi en yaygın olarak kullanılanlardır.
2.1 Yerinde sentez yöntemi
Fonksiyonel modifikasyonda kullanılan gruplar, materyalin iskelet yapısını değiştirmeye ve stabilize etmeye ve katalitik performansı iyileştirmek için MA'nın hazırlanması sürecine eklenir. Süreç Şekil 2'de gösterilmektedir. Liu ve ark. Şablon olarak P123 ile Ni/Mo-Al2O3in Situ sentezlendi. Hem Ni hem de MO, MA'nın mezoporöz yapısını yok etmeden sıralı MA kanallarında dağıtıldı ve katalitik performans açıkça iyileştirildi. Γ-AL2O3, MNO2-AL2O3HAS daha büyük bahis spesifik yüzey alanı ve gözenek hacmine kıyasla sentezlenmiş bir gama-al2O3substrat üzerinde yerinde bir büyüme yönteminin benimsenmesi ve dar gözenek boyutu dağılımına sahip bir bimodal mezo-gözenekli yapıya sahip. MNO2-AL2O3HAS Hızlı adsorpsiyon oranı ve F- için yüksek verimlilik ve pratik endüstriyel uygulama koşulları için uygun olan geniş bir pH uygulama aralığına (pH = 4 ~ 10) sahiptir. MNO2-AL2O3'lerin geri dönüşüm performansı γ-al2O'dan daha iyi. Yapısal stabilite daha da optimize edilmelidir. Özetlemek gerekirse, yerinde sentez ile elde edilen MA modifiye edilmiş malzemeler iyi yapısal sıraya, gruplar ve alümina taşıyıcıları arasında güçlü etkileşime, sıkı kombinasyona, büyük malzeme yüküne sahiptir ve katalitik reaksiyon işleminde aktif bileşenlerin dökülmesine neden olmak kolay değildir ve katalitik performans önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
Şekil 2 Yerinde sentez ile fonksiyonelleştirilmiş MA'nın hazırlanması
2.2 emprenye yöntemi
Hazırlanan MA'nın modifiye edilmiş gruba daldırılması ve kataliz, adsorpsiyon ve benzerlerinin etkilerini gerçekleştirmek için tedaviden sonra modifiye edilmiş MA malzemesinin elde edilmesi. Cai ve ark. Sol-jel yöntemi ile P123'ten MA hazırladı ve güçlü adsorpsiyon performansı ile amino modifiye edilmiş MA malzemesi elde etmek için etanol ve tetraetilenepentamin çözeltisine batırıldı. Ek olarak, Belkacemi ve ark. Sıralı çinko katkılı modifiye edilmiş MA malzemeleri elde etmek için aynı işlemle zncl2solution'a batırılmıştır. Spesifik yüzey alanı ve gözenek hacmi sırasıyla 394m2/g ve 0.55 cm3/g'dir. Yerinde sentez yöntemi ile karşılaştırıldığında, emprenye yöntemi daha iyi eleman dağılımına, kararlı mezoporöz yapıya ve iyi adsorpsiyon performansına sahiptir, ancak aktif bileşenler ve alümina taşıyıcı arasındaki etkileşim kuvveti zayıftır ve katalitik aktivite dış faktörler tarafından kolayca müdahale edilir.
3 Fonksiyonel İlerleme
Özel özelliklere sahip nadir toprak MA'nın sentezi, gelecekte geliştirme eğilimidir. Şu anda birçok sentez yöntemi vardır. İşlem parametreleri MA'nın performansını etkiler. MA'nın spesifik yüzey alanı, gözenek hacmi ve gözenek çapı şablon tipi ve alüminyum öncü bileşimi ile ayarlanabilir. Kalsinasyon sıcaklığı ve polimer şablonu konsantrasyonu, MA'nın spesifik yüzey alanını ve gözenek hacmini etkiler. Suzuki ve Yamauchi, kalsinasyon sıcaklığının 500 ℃'den 900'e yükseldiğini bulmuşlardır. Diyafram arttırılabilir ve yüzey alanı azaltılabilir. Ek olarak, nadir toprak modifikasyonu tedavisi, katalitik işlemde MA malzemelerinin aktivitesini, yüzey termal stabilitesini, yapısal stabilitesini ve yüzey asitliğini geliştirir ve MA fonksiyonelleştirilmesinin gelişimini karşılar.
3.1 Deflorinasyon adsorbanı
Çin'de içme suyundaki flor ciddi şekilde zararlıdır. Ek olarak, endüstriyel çinko sülfat çözeltisindeki flor içeriğinin artması, elektrot plakasının korozyonuna, çalışma ortamının bozulmasına, elektrik çinkonun kalitesinin azalmasına ve akıcı yatak sisteminde geri dönüştürülmüş su miktarının azalmasına ve akışkanlaştırılmış yatak fırını kızartma bıçak gazı ile elektroliz işlemine yol açacaktır. Şu anda, adsorpsiyon yöntemi, yaygın ıslak deflorinasyon yöntemleri arasında en çekici olanıdır. Bununla birlikte, zayıf adsorpsiyon kapasitesi, dar mevcut pH aralığı, ikincil kirlilik ve benzeri gibi bazı eksiklikler vardır. Activated carbon, amorphous alumina, activated alumina and other adsorbents have been used for defluorination of water, but the cost of adsorbents is high, and the adsorption capacity of F-in neutral solution or high concentration is low.Activated alumina has become the most widely studied adsorbent for fluoride removal because of its high affinity and selectivity to fluoride at neutral pH value, but it is limited by the Florürün zayıf adsorpsiyon kapasitesi ve sadece pH <6'da iyi florür adsorpsiyon performansına sahip olabilir. Kundu ve ark. 62.5 mg/g maksimum flor adsorpsiyon kapasitesi ile hazırlanmıştır. MA'nın flor adsorpsiyon kapasitesi, spesifik yüzey alanı, yüzey fonksiyonel grupları, gözenek boyutu ve toplam gözenek boyutu gibi yapısal özelliklerinden büyük ölçüde etkilenir. MA'nın yapısının ve performansının belirlenmesi, adsorpsiyon performansını iyileştirmenin önemli bir yoludur.
LA'nın sert asidi ve florun sert temelliği nedeniyle, LA ve flor iyonları arasında güçlü bir afinite vardır. Son yıllarda, bazı çalışmalar bir değiştirici olarak LA'nın florürün adsorpsiyon kapasitesini iyileştirebileceğini bulmuştur. Bununla birlikte, nadir toprak adsorbanlarının düşük yapısal stabilitesi nedeniyle, daha nadir topraklar çözeltiye sızdırılır, bu da ikincil su kirliliği ve insan sağlığına zarar verir. Öte yandan, su ortamında yüksek alüminyum konsantrasyonu insan sağlığının zehirlerinden biridir. Bu nedenle, iyi stabilite ile bir tür kompozit adsorban hazırlamak gerekir ve flor giderme işleminde diğer elementlerin liç veya daha az liç olması gerekir. LA ve CE tarafından değiştirilen MA, emprenye yöntemi (LA/MA ve CE/MA) ile hazırlandı. Nadir toprak oksitler, daha yüksek deflorinasyon performansına sahip olan ilk kez MA yüzeyine başarıyla yüklendi. Flor çıkarmanın ana mekanizmaları elektrostatik adsorpsiyon ve kimyasal adsorpsiyon, yüzey pozitif yükünün ve ligand değişim reaksiyonunun, yüzey hidroksil ile birleşmesidir, hidrojen fonksiyonu ile hidrojen fonksiyonel fonksiyonu ile hidrojen fonksiyonu ile birleşir, adsorbent yüzeyde hidrojen fonksiyonu, adsorbent yüzeyde hidrojen fonksiyonu üretir. Flor, La/MA kapasitesi daha fazla hidroksil adsorpsiyon bölgeleri içerir ve F'nin adsorpsiyon kapasitesi La/MA> CE/MA> MA sırasındadır. Başlangıç konsantrasyonunun artmasıyla, florun adsorpsiyon kapasitesi artar. Adsorpsiyon etkisi en iyi pH 5 ~ 9 olduğunda ve Langmuir izotermal adsorpsiyon modeli ile flor uyumunun adsorpsiyon işlemidir. Ek olarak, alüminadaki sülfat iyonlarının safsızlıkları, numunelerin kalitesini de önemli ölçüde etkileyebilir. Her ne kadar nadir toprak modifiye edilmiş alümina ile ilgili ilgili araştırmalar gerçekleştirilmiş olsa da, araştırmanın çoğu endüstriyel olarak kullanılması zor olan adsorban sürecine odaklanmaktadır. Gelecekte, çinko sülfat çözeltisi içindeki flor kompleksinin ayrılma mekanizmasını ve flor iyonlarının göç özelliklerini inceleyebilir, bozulabilir florikasyon için etkili, düşük-küstah ve yenileyen florlama sağlayabiliriz. çinko hidrometalurji sistemi ve nadir toprak nano adsorbanına dayalı yüksek flor çözeltisini tedavi etmek için bir proses kontrol modeli oluşturun.
3.2 Katalizör
3.2.1 Metanın kuru reformu
Nadir toprak, gözenekli malzemelerin asitliğini (bazikliği) ayarlayabilir, oksijen boşluğunu artırabilir ve katalizörleri düzgün dağılım, nanometre ölçeği ve stabilite ile sentezleyebilir. Genellikle CO2'nin metanasyonunu katalize etmek için asil metalleri ve geçiş metallerini desteklemek için kullanılır. Şu anda, nadir toprak modifiye edilmiş mezoporöz malzemeler, metan kuru reformuna (MDR), VOC'lerin ve kuyruk gazı saflaştırmasının fotokatalitik bozulmasına (PD, Ru, Rh, vb.) Ve diğer geçiş metalleri (CO, Fe, vb. Gibi) için gelişmektedir. Bununla birlikte, Ni/Al2O3Le'nin yüzeyindeki Ni nanopartiküllerinin katalizörün hızlı deaktivasyonuna sinterlenmesi ve karbon birikimi. Bu nedenle, katalitik aktiviteyi, stabiliteyi ve kavurma direncini iyileştirmek için hızlandırıcı eklemek, katalizör taşıyıcısını değiştirmek ve hazırlama yolunu iyileştirmek gerekir. Genel olarak, nadir toprak oksitler, heterojen katalizörlerde yapısal ve elektronik promotörler olarak kullanılabilir ve CEO2IM, Ni'nin dağılmasını sağlar ve metalik Ni'nin özelliklerini güçlü metal destek etkileşimi yoluyla değiştirir.
MA, metallerin dağılımını arttırmak için yaygın olarak kullanılır ve aktif metallerin toplanmalarını önlemek için kısıtlama sağlar. LA2O3, yüksek oksijen depolama kapasitesi ile dönüşüm işlemindeki karbon direncini arttırır ve LA2O3, CO'nun yüksek reform aktivitesi ve esnekliğe sahip mezoporöz alümina üzerinde dağılmasını sağlar. La2O3promoter, CO/MA katalizörünün MDR aktivitesini arttırır ve katalizör yüzeyinde CO3O4 ve Coal2O4fazlar oluşur. Ayrıca, yüksek dağınık LA2O3has 8nm ~ 10nm'luk küçük taneler. MDR işleminde, La2O3 ve CO2-CO2Sted La2O2CO3Mesophase arasındaki yerinde etkileşim, CXHY'nin katalizör yüzeyinde etkili bir şekilde ortadan kaldırılmasına neden oldu. La2O3promotlar%10 CO/MA'da daha yüksek elektron yoğunluğu sağlayarak ve oksijen boşluğunu arttırarak hidrojen azaltma. La2O3'ün eklenmesi, CH4Consay'in görünür aktivasyon enerjisini düşürür. Bu nedenle, 1073K K'de CH4 -CH4 -CH4.
CE ve PR, Li XiaoFeng'de eşit hacim emprenye yöntemi ile Ni/AL2O3Catalyst üzerinde desteklenmiştir. CE ve PR eklendikten sonra, H2'den gelen seçicilik ve CO'ya seçicilik azaldı. PR ile modifiye edilen MDR mükemmel katalitik yeteneğe sahipti ve H2'ye seçicilik% 64.5'ten% 75.6'ya girerken, CO seçiciliği% 31.4 Peng Shujing ve ark. Kullanılan sol-jel yöntemi olan CE ile modifiye edilmiş MA, alüminyum izopropoksit, izopropanol solvent ve seryum nitrat heksahidrat ile hazırlandı. Ürünün spesifik yüzey alanı biraz arttı. CE eklenmesi, çubuk benzeri nanoparçacıkların MA yüzeyinde birikmesini azalttı. Γ-AL2O3 yüzeyinde bazı hidroksil grupları temel olarak CE bileşikleri ile kaplanmıştır. MA'nın termal stabilitesi iyileştirildi ve 10 saat boyunca 1000 ℃ 'de kalsinasyondan sonra hiçbir kristal faz dönüşümü meydana gelmedi. Wang Baowei ve ark. Hazırlanan MA malzemesi CEO2-AL2O4 ile Coprecipitasyon Yöntemi. CEO2 kübik küçük tanelerle alüminada eşit olarak dağılmıştır. CEO2-Al2O4'te CO ve MO'yu destekledikten sonra, alümina ve aktif bileşen CO ile MO arasındaki etkileşim CEO2 tarafından etkili bir şekilde inhibe edildi.
Nadir toprak promotörleri (LA, CE, Y ve SM) MDR için CO/MA katalizörü ile birleştirilir ve işlem Şek. 3. Nadir toprak promotörleri, CO'nun MA taşıyıcısı üzerindeki dağılımını iyileştirebilir ve CO parçacıklarının toplanmasını engelleyebilir. Parçacık boyutu ne kadar küçük olursa, CO-MA etkileşimi ne kadar güçlü olursa, YCO/MA katalizöründe katalitik ve sinterleme kabiliyeti ve birkaç promotörün MDR aktivitesi ve karbon birikimi üzerindeki olumlu etkileri. 4, 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1'de MDR tedavisinden sonra 8 saat boyunca bir HRTEM görüntüsüdür. CO parçacıkları siyah lekeler şeklinde bulunurken, MA taşıyıcıları, elektron yoğunluğunun farkına bağlı olan gri şeklinde bulunur. %10 CO/MA ile HRTEM görüntüsünde (Şekil 4B), CO metal parçacıklarının toplama, MA taşıyıcılarında gözlenir, nadir toprak promotörünün eklenmesi, CO parçacıklarını 11.0nm ~ 12.5nm'ye düşürür. YCO/MA güçlü CO-MA etkileşimi vardır ve sinterleme performansı diğer katalizörlerden daha iyidir. Ek olarak, Şek. 4B ila 4F, gaz akışı ile temas halinde olan ve katalizörün deaktivasyondan önce önlenmesini önleyen katalizörlerde içi boş karbon nanoteller (CNF) üretilir.
Şekil 3 Nadir toprak ilavesinin CO/MA katalizörünün fiziksel ve kimyasal özellikleri ve MDR katalitik performansı üzerindeki etkisi
3.2.2 Deoksidasyon Katalizörü
CE katkılı Fe bazlı bir deoksidasyon katalizörü olan Fe2O3/Meso-ceal, 1- butenin CO2A'lar yumuşak oksidan ile oksidatif dehidrojenasyonu ile hazırlandı ve 1,3- butadien (BD) sentezinde kullanıldı. CE, alümina matrisinde yüksek oranda dağılmıştı ve Fe2O3/mezo yüksek oranda dağılmıştı. Şekil 5'te gösterildiği gibi, TEM görüntüleri Fe2O3/mezo-ceal-100'ün normalit, mezoleal-100'ün solucan benzeri kanal yapısının gevşek ve gözenekli olduğunu, bu da aktif bileşenlerin dağılımı için faydalı olduğunu gösterirken, yüksek oranda dağılmış CE alümina matrisinde başarıyla katılır. Motorlu taşıtların ultra düşük emisyon standardını karşılayan asil metal katalizör kaplama malzemesi, gözenek yapısı, iyi hidrotermal stabilite ve büyük oksijen depolama kapasitesi geliştirmiştir.
3.2.3 Araçlar için katalizör
PD-RH, otomotiv katalizör kaplama malzemeleri elde etmek için alcezrtiox ve allazrtiox'u destekledi. Mezoporöz alüminyum bazlı nadir toprak kompleksi PD-RH/ALC, iyi dayanıklılığa sahip bir CNG araç egzoz saflaştırma katalizörü olarak başarılı bir şekilde kullanılabilir ve CNG araç egzoz gazının ana bileşeni olan CH4'ün dönüşüm verimliliği%97.8'e kadardır. Kendini montajı gerçekleştirmek için nadir toprak MA kompozit malzemesini hazırlamak için hidrotermal tek aşamalı bir yöntem, metastable durumuna ve yüksek agregasyona sahip mezopoz öncülerin sentezlendiğini ve “bileşik büyüme birimi” modeline uyumlu olarak yeniden sentezi, böylece montajlı üç yollu katalitik konvertör otomobil egzozunun saflaştırılmasını gerçekleştirdi.
Şekil 4 MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) ve SMCO/MA (F) 'nin HRTEM görüntüleri
Şekil 5 TEM görüntüsü (a) ve EDS elemanı diyagramı (b, c) Fe2O3/meso-ceal-100'ün
3.3 Aydınlık Performans
Nadir toprak elemanlarının elektronları, farklı enerji seviyeleri arasında geçiş yapmak ve ışık yaymak için kolayca heyecanlanır. Nadir toprak iyonları genellikle lüminesan malzemeler hazırlamak için aktivatör olarak kullanılır. Nadir toprak iyonları, alüminyum fosfat içi boş mikrokürelerin yüzeyine, kopsipitasyon yöntemi ve iyon değişim yöntemi ile yüklenebilir ve ışıldayan malzemeler alpo4∶re (La, Ce, PR, ND) hazırlanabilir. Lüminesan dalga boyu, yakın ultraviyole bölgesinde bulunur.A, aralık, düşük dielektrik sabiti ve düşük iletkenliği nedeniyle ince filmlere dönüştürülür, bu da onu elektrik ve optik cihazlara, ince filmlere, bariyerlere, sensörlere vb. Uygulanabilir hale getirir. Bu cihazlar belirli optik yol uzunluğuna sahip istiflenmiş filmlerdir, bu nedenle kırılma indisini ve kalınlığını kontrol etmek gerekir. Mevcut, yüksek kırılma indisi ile titanyum dioksit ve zirkonyum oksit ve düşük kırılma indisi olan silikon dioksit genellikle bu tür cihazları tasarlamak ve oluşturmak için kullanılır. Farklı yüzey kimyasal özelliklerine sahip malzemelerin kullanılabilirliği aralığı genişletilir, bu da gelişmiş foton sensörlerinin tasarlanmasını mümkün kılar. MA ve oksihidroksit filmlerinin optik cihazların tasarımına sokulması büyük bir potansiyel gösterir, çünkü kırılma indisi silikon dioksitinkine benzer, ancak kimyasal özellikler farklıdır.
3.4 Termal stabilite
Sıcaklığın artmasıyla sinterleme, MA katalizörünün kullanım etkisini ciddi şekilde etkiler ve spesifik yüzey alanı azalır ve γ-AL2O3in kristal fazı δ ve θ'ye dönüşür. Nadir toprak malzemeleri iyi kimyasal stabiliteye ve termal stabiliteye, yüksek uyarlanabilirliğe ve kolayca mevcut ve ucuz hammaddelere sahiptir. Nadir toprak elemanlarının eklenmesi, termal stabiliteyi, yüksek sıcaklık oksidasyon direncini ve taşıyıcının mekanik özelliklerini iyileştirebilir ve taşıyıcının yüzey asitliğini ayarlayabilir. Lu Weiguang ve diğerleri, alümina partiküllerinin yığın difüzyonunu etkili bir şekilde önlediğini, LA ve CE'nin hidroksil gruplarını alümina yüzeyinde koruduğunu, sinterlemeyi ve faz dönüşümünü inhibe ettiğini ve yüksek sıcaklığın mezoporöz yapıya zarar verdiğini azalttığını buldular. Hazırlanan alümina hala yüksek spesifik yüzey alanına ve gözenek hacmine sahiptir. Ancak, çok fazla veya çok az nadir toprak elemanı alüminanın termal stabilitesini azaltacaktır. Li Yanqiu ve ark. Termal stabiliteyi geliştiren ve alümina taşıyıcının gözenek hacmini ve spesifik yüzey alanını arttıran% 5 La2O3TO γ-AL2O3 eklendi. Şekil 6'dan görülebileceği gibi, γ-AL2O3'e kadar La2O3Aded, nadir toprak kompozit taşıyıcının termal stabilitesini iyileştirin.
Nano-fibröz partiküllerin LA ila MA ile doping sürecinde, ısı işlemi sıcaklığı arttığında MA-LA'nın bahis yüzey alanı ve gözenek hacmi MA'dan daha yüksektir ve LA ile doping, yüksek sıcaklıkta sinterleme üzerinde belirgin geciktirici etkiye sahiptir. Şek. 7, sıcaklık artışı ile LA, tane büyümesi ve faz dönüşümünün reaksiyonunu inhibe ederken, Şekiller. 7A ve 7C, nano-fibröz parçacıkların birikimini gösterir. Şek. 7b, 1200 ℃'de kalsinasyon ile üretilen büyük partiküllerin çapı yaklaşık 100nm'dir. MA'nın önemli sinterlenmesini işaret eder. Ek olarak, MA-1200 ile karşılaştırıldığında, MA-LA-1200 ısıl işlemden sonra toplanmaz. LA eklenmesiyle, nano-fiber parçacıklar daha iyi sinterleme yeteneğine sahiptir. Daha yüksek kalsinasyon sıcaklığında bile, katkılı LA hala MA yüzeyinde yüksek oranda dağılmıştır. LA modifiye edilmiş MA, C3H8oksidasyon reaksiyonunda PD katalizörünün taşıyıcısı olarak kullanılabilir.
Şekil 6 Nadir toprak elementleri olan ve olmayan sinterleme alüminasının yapı modeli
Şekil 7 MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) ve MA-LA-1200 (D) TEM görüntüleri
4 Sonuç
Nadir toprak modifiye edilmiş MA malzemelerinin hazırlanmasının ve fonksiyonel uygulanmasının ilerlemesi tanıtılmaktadır. Nadir toprak modifiye edilmiş MA yaygın olarak kullanılır. Katalitik uygulama, termal stabilite ve adsorpsiyonda çok fazla araştırma yapılmış olsa da, birçok malzemenin yüksek maliyeti, düşük doping miktarı, zayıf düzen vardır ve sanayileşmesi zordur. Gelecekte aşağıdaki çalışmaların yapılması gerekmektedir: Nadir Dünya Modifiye MA'nın bileşimini ve yapısını optimize edin, uygun süreci seçin, fonksiyonel gelişimi karşılayın; Maliyetleri azaltmak ve endüstriyel üretimi gerçekleştirmek için fonksiyonel sürece dayalı bir süreç kontrol modeli oluşturmak; Çin'in nadir toprak kaynaklarının avantajlarını en üst düzeye çıkarmak için, nadir toprak MA modifikasyonu mekanizmasını keşfetmeli, nadir toprak değiştirilmiş MA hazırlama teorisini ve sürecini geliştirmeliyiz.
Fon Projesi: Shaanxi Bilim ve Teknoloji Genel İnovasyon Projesi (2011ktdz01-04-01); Shaanxi Eyaleti 2019 Özel Bilimsel Araştırma Projesi (19JK0490); 2020 Huaqing College'ın Özel Bilimsel Araştırma Projesi, xi 'Bir Mimarlık ve Teknoloji Üniversitesi (20KY02)
Kaynak: Nadir Dünya
Gönderme Zamanı: Tem-04-2022