Mittesiliceous oksiidide hulgas on alumiiniumoksiidil head mehaanilised omadused, kõrge temperatuuriresistentsus ja korrosioonikindlus, samas kui mesopoorsel alumiiniumoksiidil (MA) on reguleeritav pooride suurus, suur spetsiifiline pindala, suur pooride maht ja madala tootmisega seotud kulud, mida kasutatakse laialdaselt katalüüsides, kontrollitud ravimite vabastamisel, adsorptsiooni- ja muid valdkondides, näiteks hesdraktsioone, näiteks hüdrogrammides, näiteks hüdrogrammides. Alumiiniumoksiid kasutatakse tavaliselt tööstuses, kuid see mõjutab otseselt alumiiniumoksiidi aktiivsust, katalüsaatori kasulikkust ja selektiivsust. Näiteks auto heitgaaside puhastamise protsessis moodustavad mootoriõli lisaainete deponeeritud saasteained koksi, mis viib katalüsaatori pooride ummistuseni, vähendades sellega katalüsaatori aktiivsust. Pindaktiivset ainet saab kasutada alumiiniumoksiidi kandja struktuuri reguleerimiseks, et moodustada selle katalüütiline jõudlus.
MA-l on piirangut ja aktiivsed metallid desaktiveeritakse pärast kõrgtemperatuuriga kaltsineerimist. Lisaks on pärast kõrgtemperatuuriga kaltsineerimist mesopoorne struktuur varisemas, maatükk amorfses olekus ja pinnahappesus ei vasta funktsionaliseerimisvaldkonnale. Modification treatment is often needed to improve the catalytic activity, mesoporous structure stability, surface thermal stability and surface acidity of MA materials.Common modification groups include metal heteroatoms (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etc.) and metal oxides (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, etc.)Loaded on the surface of MA or doped skeleti sisse.
Haruldaste muldmetallide elementide spetsiaalne elektronide konfiguratsioon muudab selle ühendid spetsiaalsed optilised, elektrilised ja magnetilised omadused ning seda kasutatakse katalüütiliste materjalide, fotoelektriliste materjalide, adsorptsioonimaterjalide ja magnetiliste materjalides. Haruldaste muldmetallide modifitseeritud mesopoorsed materjalid võivad reguleerida happeid (leeliselisi) omadust, suurendada hapnikuvabade töökohta ja sünteesida metalli nanokristallilise katalüsaatorit ühtlase hajutamise ja stabiilse nanomeetri skaalaga. Vanased poorsed materjalid ja haruldased maakerad võivad parandada metalli nanokristallide pinna dispersiooni ning süsiniku süsiniku vastupidavust. Selles artiklis võetakse kasutusele katalüütilise jõudluse, termilise stabiilsuse, hapniku säilitamisvõime, spetsiifilise pindala ja pooride struktuuri parandamiseks haruldaste muldmetallide modifitseerimine ja funktsionaliseerimine.
1 MA ettevalmistamine
1.1 Alumiiniumoksiidi kandja ettevalmistamine
Alumiiniumoksiidi kandja ettevalmistamise meetod määrab selle pooride struktuuri jaotuse ja selle ühised ettevalmistusmeetodid hõlmavad pseudo-boehmiidi (PB) dehüdratsiooni meetodit ja Sol-geeli meetodit. Pseudoboehmiiti (PB) pakkus kõigepealt välja Calvet ja H+soodustas peptimist, et saada y-alooh kolloidne PB, mis sisaldas vahekivi vett, mis oli kaltsineeritud ja dehüdreeriti kõrgel temperatuuril, et moodustada alumiiniumoksiid. Erinevate toorainete kohaselt jaguneb see sageli sademete meetodiks, karboniseerimismeetodiks ja alkoholamiiniumhüdrolüüsimeetodiks. Pb kolloidset lahustuvust mõjutab kristallilisus ja see optimeerib kristallilisuse suurenemisega ning seda mõjutavad ka tööprotsessi parameetrid.
PB valmistatakse tavaliselt sademete meetodil. Leeliselisse lisatakse alumiinilahusesse või lisatakse happe alumiinilahusesse ja sadestatakse hüdreeritud alumiiniumoksiidi (leelise sademete) saamiseks, või hape lisatakse alumiiniumoksiidi monohüdraadi saamiseks alumiiniumoade, mis seejärel pestakse, kuivatatakse ja kaltsineeritakse. Sadetamismeetodit on lihtne kasutada ja madal kulud, mida sageli kasutatakse tööstuslikus tootmises, kuid seda mõjutavad paljud tegurid (lahuse pH, kontsentratsioon, temperatuur jne). Ja see parema hajutatava osakese saamise tingimus on range. Karboniseerimismeetodis saab süsinikdioksiidi naalo2 reaktsiooni abil saadud Al (OH) 3is ja PB saab pärast vananemist. Sellel meetodil on lihtsa töö, kõrge toote kvaliteedi, reostuse puudumise ja odavate kulude eelised ning see võib valmistada kõrge katalüütilise aktiivsusega alumiiniumoksiidi, suurepärase korrosioonikindluse ja kõrge spetsiifilise pindalaga madala investeeringu ja kõrge tootlusega. Alumiinium alkoksiidi hüdrolüüsi meetodit kasutatakse sageli suure puhketu PB valmistamiseks. Alumiiniumist alkoksiid hüdrolüüsitakse, moodustades alumiiniumoksiidi monohüdraadi ja töödeldakse seejärel kõrge puhtusastmega PB, millel on hea kristallilisus, ühtlane osakeste suurus, kontsentreeritud pooride suurus ja sfääriliste osakeste kõrge terviklikkus. Protsess on siiski keeruline ja teatud mürgiste orgaaniliste lahustite kasutamise tõttu on seda keeruline taastada.
Lisaks kasutatakse alumiiniumoksiini eellaste valmistamiseks soolageeli meetodil tavaliselt anorgaanilisi soolasid või metallide orgaanilisi ühendeid ning SOL-i genereerimiseks, mis seejärel geelistatakse, kuivatatakse ja röstitud, lisatakse lahenduste valmistamiseks puhast vett või orgaanilisi lahusteid. Praegu parandatakse alumiiniumoksiidi ettevalmistamise protsessi endiselt PB dehüdratsiooni meetodi alusel ja karboniseerimismeetod on muutunud tööstusliku alumiiniumoksiidi tootmise peamiseks meetodiks majanduse ja keskkonnakaitse tõttu. Sol-geeli meetodi abil valmistatud alumiiniumoksis on pälvinud palju tähelepanu selle ühtlasema suuruse jaotuse tõttu, mis on potentsiaalseks meetodiks, kuid tööstusliku taotluse saavutamiseks tuleb parandada.
1.2 MA ettevalmistamine
Tavaline alumiiniumoksiid ei suuda funktsionaalseid nõudeid täita, seetõttu on vaja valmistada suure jõudlusega MA. Sünteesimeetodid hõlmavad tavaliselt: nanovalu meetodit koos süsinikvormiga kui kõva mallina; SDA süntees: aurustumisest põhjustatud iseseisev protsess (EISA) pehmete mallide juuresolekul nagu SDA ja muud katioonsed, anioonsed või mitteioonsed pindaktiivsed ained.
1.2.1 ESA protsess
Pehme malli kasutatakse happelises seisundis, mis väldib kõva membraani meetodi keerulist ja aeganõudvat protsessi ning suudab realiseerida ava pidevat modulatsiooni. EISA MA ettevalmistamine on selle kerge kättesaadavuse ja reprodutseeritavuse tõttu palju tähelepanu pälvinud. Võib valmistada erinevaid mesopoorseid struktuure. MA pooride suurust saab reguleerida, muutes pindaktiivse aine hüdrofoobse ahela pikkust või reguleerides hüdrolüüsi katalüsaatori molaarsuhte alumiiniumi prekursoriks lahuses. Seetõttu on ESA, tuntud ka kui üheastmeline sünteesi ja modifitseerimise SOL-GEL-i kõrge pindalaga MA-ga, ja nii, et see on 2-aastane, nii, et see on nii, et see on kantud kui P13, nii et see on kantud kui P13, nii et see on kantud, et see on kantud, nii et see on kantakse, nii et see on kantav, mis on ka erinevad. Trietanoolamiin (tee) jne. EISA võib asendada orgaanilisteoluminiumi prekursorite, näiteks alumiiniumist alkoksiidide ja pindaktiivsete ainete mallide, kaasneva protsessi, tavaliselt alumiiniumist isopropoksiidi ja p123, mesopoorsete materjalide pakkumiseks. EISA protsessi edukaks arendamiseks vajab EISA täpset kohandamist ja kontsentseerimist. Hüdrolüüs ja kontsentsioonid on Hedrensetionil. moodustatud pindaktiivsete mitsellide poolt Sol.
EISA protsessis võib mitte-vesilahustite (näiteks etanool) ja orgaaniliste komplekside kasutamine tõhusalt aeglustada orgaaniliste orgaaniliste eellaste hüdrolüüsi ja kondenseerumissagedust ning kutsuda esile OMA materjalide, näiteks Al (OR) 3 ja) alumiinium-isoproksiidi iseseisev. Kuid mitte-vesilahuse lahustites kaotavad pindaktiivsete ainete mallid tavaliselt hüdrofiilsuse/hüdrofoobsuse. Lisaks on hüdrolüüsi ja polükondensatsiooni viivituse tõttu vahetootel hüdrofoobne rühm, mis raskendab pindaktiivse aine malliga suhtlemist. Ainult siis, kui pindaktiivse aine kontsentratsioon ning hüdrolüüsi ja alumiiniumi polükondensatsiooni aste on lahusti aurustumise protsessis järk-järgult suurenenud, võib malli ja alumiiniumi iseseisev kokku panna. Seetõttu mõjutavad paljud parameetrid, mis mõjutavad lahustite aurustumistingimusi ning eellaste hüdrolüüsi ja kondenseerumisreaktsiooni, nagu temperatuur, suhteline õhuniiskus, katalüsaator, lahusti aurustumiskiirus jne, lõplikku monteerimisstruktuuri. Nagu näidatud joonisel fig. 1, kõrge termilise stabiilsusega OMA materjalid ja kõrge katalüütilise jõudlusega sünteesiti lahuvotermilisel aurustumisel indutseeritud iseseisev (SA-EISA). Solvotermiline töötlemine soodustas alumiiniumist prekursorite täielikku hüdrolüüsi, moodustades väikese suurusega klastri alumiiniumhüdroksüülrühmad, mis suurendasid pindaktiivsete ainete ja alumiiniumi vahelist interaktsiooni. Kaks-mõõtmeline heksagooniline mesofaas moodustati ESA protsessis ja kaltivis 400 ℃ moodustamiseks OMA materjali moodustamiseks. Traditsioonilises EISA protsessis kaasneb aurustumisprotsessiga organoaluminiumi eelkäija hüdrolüüs, seetõttu mõjutavad aurustumistingimused olulist mõju OMA reaktsioonile ja lõplikule struktuurile. Solvotermiline töötlemisetapp soodustab alumiiniumi prekursori täielikku hüdrolüüsi ja toodab osaliselt kondenseerunud rühmitatud alumiiniumhüdroksüülrühma.OMA on moodustatud laias valikus aurustumistingimustes. Võrreldes traditsioonilise ESA meetodil valmistatud MA-ga on SA-EIA meetodil valmistatud OMA-l kõrgem pooride maht, parem spetsiifiline pindala ja parem termiline stabiilsus. Tulevikus saab EISA meetodit kasutada ülimahulise ava MA valmistamiseks kõrge teisenduskiirusega ja suurepärase selektiivsusega ilma reaming-aine kasutamata.
Joonis 1 SAISA meetodi vooskeem OMA materjalide sünteesimiseks
1.2.2 Muud protsessid
Tavaline MA ettevalmistamine nõuab selge mesopoorse struktuuri saavutamiseks sünteesiparameetrite täpset kontrolli ja mallimaterjalide eemaldamine on samuti keeruline, mis raskendab sünteesiprotsessi. Praegu on paljud kirjandused teatanud erinevate mallidega MA sünteesist. Viimastel aastatel keskendus uurimistöö peamiselt MA sünteesile glükoosi, sahharoosi ja tärklisena alumiinium isopropoksiidi mallidena vesilahuses. Enamik neist MA materjalidest sünteesitakse alumiiniumnitraadist, sulfaadist ja alkoksiidist alumiiniumiallikatena. MA CTAB saadakse ka PB otsese modifitseerimise teel alumiiniumiallikana. Erinevate struktuuriliste omadustega MA, IE Al2O3) -1, Al2O3) -2 ja Al2O3 ja on hea termiline stabiilsus. Pindaktiivse aine lisamine ei muuda PB loomulikku kristallstruktuuri, vaid muudab osakeste virnastamise režiimi. Lisaks moodustub Al2O3-3 moodustumine nanoosakeste adhesioonil, mis on stabiliseeritud orgaanilise lahusti PEG või agregatsiooniga PEG ümber. Al2O3-1 pooride suuruse jaotus on aga väga kitsas. Lisaks valmistati pallaadiumil põhinevad katalüsaatorid sünteetilise MA-ga kandjana. Metaani põlemisreaktsioonis näitas Al2O3-3 toetatud katalüsaator head katalüütilist jõudlust.
Esmakordselt valmistati suhteliselt kitsa pooride suuruse jaotusega MA, kasutades odavat ja alumiiniumrikka alumiiniumist musta räbu ABD. Tootmisprotsess hõlmab ekstraheerimisprotsessi madalal temperatuuril ja normaalrõhul. Ekstraheerimisprotsessis olevad tahked osakesed ei reosta keskkonda ja neid saab madala riskiga kuhjata või kasutada betoonist rakenduses täiteaineks või koondajateks. Sünteesitud MA spetsiifiline pindala on 123 ~ 162m2/g, pooride suuruse jaotus on kitsas, tippraadius on 5,3 nm ja poorsus on 0,37 cm3/g. Materjal on nanosuurune ja kristalli suurus umbes 11 nm. Tahkisüntees on uus protsess MA sünteesimiseks, mida saab kasutada radiokeemilise absorbeerimiseks kliiniliseks kasutamiseks. Alumiiniumkloriid, ammooniumkarbonaat ja glükoos tooraine segatakse molaarsuhtega 1: 1,5: 1,5 ja MA sünteesitakse uue tahkis-mehaanilise reaktsiooni abil. Kontsentreerides131i termilises akus, kogu saagis 131i pärast kontsentratsiooni (1. radioaktiivset) on 90%ja saadud 31I, seega 31i [NAAI], seega, mis on 31I], seega 31I, seega 31i], seega 31I. Suure annuse131i [NAI] kapslite kasutamise realiseerimine kilpnäärmevähi ravis.
Kokkuvõtlikult võib tulevikus välja töötada ka väikesed molekulaarsed mallid mitmetasandiliste järjestatud pooride konstruktsioonide konstrueerimiseks, materjalide struktuuri, morfoloogia ja pinna keemiliste omaduste tõhusaks reguleerimiseks ning suure pindala ja järjestatud ussiaukude suure pindala genereerimiseks. Uurige odavaid malle ja alumiiniumiallikaid, optimeerige sünteesiprotsessi, selgitage sünteesimehhanismi ja juhendage protsessi.
2 Ma muutmismeetod
MA-kandja aktiivsete komponentide ühtlase jaotuse meetodid hõlmavad immutamist, in situ sünteesi, sademeid, ioonivahetust, mehaanilist segamist ja sulamist, mille hulgas kahte esimest on kõige sagedamini kasutatud.
2.1 SITU sünteesi meetod
Funktsionaalse modifikatsiooni korral kasutatavad rühmad lisatakse MA ettevalmistamise protsessis materjali luustiku struktuuri muutmiseks ja stabiliseerimiseks ning katalüütilise jõudluse parandamiseks. Protsess on näidatud joonisel 2. Liu jt. Sünteesitud Ni/Mo-AL2O3in in situ, mallina p123. Nii NI kui ka MO hajutati tellitud MA -kanalites, hävitamata MA mesopoorset struktuuri ja katalüütiline jõudlus paranes ilmselgelt. Võrreldes γ-AL2O3, MNO2-AL2O3-ga, on see sünteesiga gamma-AL2O3substraadil nosmismeetodi kasutamine sünteesitud Gamma-AL2O3Substraadil. MNO2-AL2O3 on kiire adsorptsiooni kiirus ja F- kõrge efektiivsus ning sellel on lai pH-rakenduse vahemik (pH = 4 ~ 10), mis sobib praktiliste tööstuslike rakenduste tingimuste jaoks. MNO2-AL2O3ISe ringlussevõtu jõudlus on parem kui γ-AL2O oma. Ststrukturaalne stabiilsus tuleb veelgi optimeerida. Kokkuvõtlikult võib öelda, et kohapealse sünteesiga saadud MA-modifitseeritud materjalidel on hea struktuurne järjekord, tugev interaktsioon rühmade ja alumiiniumoksiidi kandjate vahel, tihe kombinatsioon, suur materjalikoormus ja neid pole lihtne põhjustada aktiivsete komponentide valamist katalüütilises reaktsiooniprotsessis ning katalüütiline jõudlus on märkimisväärselt paranenud.
Joonis 2 Funktsionaliseeritud MA ettevalmistamine in situ sünteesi abil
2.2 Immutamise meetod
Valmistatud MA sukeldamine modifitseeritud rühma ja pärast töötlemist modifitseeritud MA materjali hankimine, et realiseerida katalüüsi, adsorptsiooni jms mõju. Cai jt. Valmistatud MA-st P123-st SOL-geeli meetodil ja leotas selle etanooli ja tetraetüleenpentamiini lahuses, et saada tugeva adsorptsiooni jõudlusega amino modifitseeritud MA materjal. Lisaks on Belkacemi jt. kastetud ZnCl2Solution sama protsessi abil, et saada järjestatud tsinkitud modifitseeritud MA -materjalid. Spetsiifiline pindala ja pooride maht on vastavalt 394M2/G ja 0,55 cm3/g. Võrreldes in situ sünteesimeetodiga, on immutamise meetodil parem elementide dispersioon, stabiilne mesopoorne struktuur ja hea adsorptsiooni jõudlus, kuid aktiivsete komponentide ja alumiiniumoksiidi kandja vaheline interaktsiooni jõud on nõrk ning katalüütiline aktiivsus segavad hõlpsalt välised tegurid.
3 Funktsionaalne areng
Spetsiaalsete omadustega haruldaste muldmetallide süntees on arengusuund tulevikus. Praegu on sünteesimeetodeid palju. Protsessi parameetrid mõjutavad MA jõudlust. MA spetsiifilist pindala, pooride mahtu ja pooride läbimõõtu saab reguleerida malli tüübi ja alumiiniumi eelkäija koostisega. Kaltsineerimise temperatuur ja polümeeri matriitsi kontsentratsioon mõjutavad MA spetsiifilist pinda ja pooride mahtu. Suzuki ja Yamauchi leidsid, et kaltsineerimise temperatuuri tõusis 500 ℃ 900 -ni. Ava saab suurendada ja pindala saab vähendada. Lisaks parandab haruldaste muldmetallide modifikatsiooniravi katalüütilises protsessis MA materjalide aktiivsust, pinna termilist stabiilsust, struktuurilist stabiilsust ja pinna happesust ning vastab MA funktsionaliseerimise arengule.
3.1 Defluorinatsiooni adsorbent
Hiinas joogivee fluor on tõsiselt kahjulik. Lisaks põhjustab fluorisisalduse suurenemine tööstuslikus tsinksulfaadilahuses elektroodiplaadi korrosiooni, töökeskkonna halvenemist, elektrilise tsingi kvaliteedi langust ja ringlussevõetud vee koguse vähenemist hapete valmistamissüsteemis ja vedeliku voodiahju röstimissõidugaasi elektrolüüsiprotsessis. Praegu on adsorptsioonimeetod kõige atraktiivsem niiske defluorinatsiooni levinumate meetodite hulgas. Kuid olemas on mõned puudused, näiteks halb adsorptsioonivõime, kitsas saadaolev pH vahemik, sekundaarne reostus ja nii edasi. Vee defluoriks on kasutatud aktiveeritud süsiniku, amorfse alumiiniumoksiidi, aktiveeritud alumiiniumoksiidi ja muid adsorbente, kuid adsorbentide maksumus on kõrge ning F-in-in-neutraalse lahuse või kõrge kontsentratsiooni adsorptsioonivõime on madal. Aktiveeritud alumiiniumoliin on muutunud fluoriidilisest eemaldamisest kõige laialdasemalt fluoriiniga, kuid selle suureks afaafilisuseks on see piiratud fluoraaliga. Fluoriidi kehv adsorptsioonivõime ja ainult pH <6 korral võib sellel olla hea fluoriidi adsorptsiooni jõudlus. MA on keskkonnareostuse kontrollis pälvinud suurt tähelepanu oma suure spetsiifilise pinna, ainulaadse pooride suuruse, happe-aluse jõudluse, termilise ja mehaanilise stabiilsuse tõttu. Kundu jt. Valmistatud MA maksimaalse fluori adsorptsioonivõimega 62,5 mg/g. MA fluori adsorptsioonivõime mõjutavad selle struktuurilised omadused, näiteks konkreetne pindala, pinnafunktsionaalsed rühmad, pooride suurus ja kogu pooride suurus. MA struktuuri ja jõudluse kohandamine on oluline viis selle adsorptsiooni jõudluse parandamiseks.
LA kõva happe ja fluori kõva aluse tõttu on LA ja fluoriioonide vahel tugev afiinsus. Viimastel aastatel on mõned uuringud leidnud, et LA kui modifikaator võib parandada fluoriidi adsorptsioonivõimet. Kuid haruldaste muldmetallide adsorbentide madala struktuurilise stabiilsuse tõttu leotatakse lahusesse rohkem haruldasi muldmekesi, mille tulemuseks on sekundaarne veereostus ja kahju inimeste tervisele. Teisest küljest on alumiiniumi kõrge kontsentratsioon veekeskkonnas üks mürke inimeste tervisele. Seetõttu on vaja valmistada fluori eemaldamise protsessis hea stabiilsusega adsorbendi ja muude elementide leostumise või vähem leostumist. LA ja CE abil modifitseeritud MA valmistati immutamise meetodil (LA/MA ja CE/MA). Haruldaste maapealse oksiidide laaditi esimest korda edukalt MA pinnale, millel oli suurem defluorratsiooni jõudlus. Fluori eemaldamise peamised mehhanismid on elektrostaatiline adsorptsioon ja keemiline adsorptsioon, pinna positiivse laengu elektronide atraktsioon ja ligandivahetusreaktsioon ühendab pinna hüdroksüüli, parandades reklaamide hüdroksüüli ja reklaamiga hüdroksümolit, mis on adsorbeerdatud genereerivatel hüdroniga seotud hüdronsides, FO-ga hüdroniga seotud hüdroniga seoses FO-ga hüdroniga, mis on hüdrogeenitud hüdroniga seotud hüdroniga seotud hüdroniga seoses f-ga. Fluori, LA/MA sisaldab rohkem hüdroksüül adsorptsiooni saite ja F adsorptsioonivõime on järjekorras la/ma> ce/ma> ma. Algkontsentratsiooni suurenemisega suureneb fluori adsorptsioonivõime. Adsorptsiooniefekt on parim, kui pH on 5 ~ 9 ja fluori adsorptsiooniprotsess vastab Langmuiri isotermilise adsorptsioonimudelile. Lisaks võivad sulfaadiioonide lisandid alumiiniumoksiidides märkimisväärselt mõjutada ka proovide kvaliteeti. Ehkki on läbi viidud seotud uuringud haruldaste muldmetallide modifitseeritud alumiiniumoksiidi kohta, keskendub suurem osa uuringutest adsorbendi protsessile, mida on tööstuslikult keeruline kasutada. Tulevikus saame uurida fluorikompleksi dissotsieerumismehhanismi tsinksu sulfaadilahuses ja fluori ioonide migratsioonide migratsiooni karakteristikutes, mis on Zinc Adinti jaoks tõhusad, vähese hinnaga ja taandava iiooni lahenduse korral, vähese hinnaga ja taandava fluine-ioon. Hüdrometallurgia süsteem ja looge protsessi juhtimismudel kõrge fluori lahuse raviks haruldaste muldmetallide MA nano adsorbendil.
3.2 katalüsaator
3.2.1 Metaani kuiv reformimine
Haruldaste muldmetallid võivad reguleerida poorsete materjalide happesust (aluselisust), suurendada hapniku vaba töökohta ja sünteesida ühtlase dispersiooni, nanomeetri skaala ja stabiilsusega katalüsaatoreid. Seda kasutatakse sageli üllaste metallide ja üleminekumetallide toetamiseks CO2 metanatsiooni katalüüsimiseks. Praegu arenevad haruldaste maakera modifitseeritud mesopoorsed materjalid metaanikuiva reformimise (MDR), VOC -de fotokatalüütilise lagunemise ja sabagaaside puhastamise.COM -iga, mis on koos üllaste metallidega (näiteks PD, RU, RH jne) ja muude siirdemetallidega (näiteks CO, FE, jne), Ni/Al2O3Catalyst on laialt kasutatud. Kuid Ni nanoosakeste paagutamine ja süsinik sadestumine Ni/Al2O3Lead pinnale katalüsaatori kiirele desaktiveerimisele. Seetõttu on katalüütilise aktiivsuse, stabiilsuse ja kõrvetava resistentsuse parandamiseks vaja lisada kiirendus, muuta katalüsaatori kandjat ja parandada ettevalmistamise teed. Üldiselt saab haruldaste maapealsete oksiide kasutada heterogeensetes katalüsaatorites struktuursete ja elektrooniliste promootoritena ning tegevjuht on Ni dispersioonis ja muudab metallilise Ni omadusi tugeva metalli toetamise interaktsiooni kaudu.
MA -d kasutatakse laialdaselt metallide hajutamise suurendamiseks ja aktiivsete metallide vaoshoituse tagamiseks nende aglomeratsiooni vältimiseks. LA2O3 suure hapniku ladustamisvõime suurendab süsinikuresistentsust muundamisprotsessis ja LA2O3 promoteerib CO hajutamist mesopoorsel alumiiniumoksiidil, millel on kõrge reformimise aktiivsus ja vastupidavus. LA2O3Promoter suurendab CO/MA katalüsaatori MDR -i aktiivsust ja katalüsaatori pinnale moodustuvad CO3O4 ja Söe2O4faasid. Kuid kõrgelt hajutatud LA2O3 -ga on väikesed väikesed terad 8 nm ~ 10nm. MDR-protsessis tegi LA2O3 ja--i vaheline in situ interaktsioon LA2O2CO3Mesofaasi, mis indutseeris CXHY efektiivse elimineerimise katalüsaatori pinnale. LA2O3Promotes vesiniku redutseerimine, pakkudes suuremat elektronide tihedust ja suurendades hapniku vakantsust 10%CO/MA -s. LA2O3 lisamine vähendab CH4Consuntsi näilise aktiveerimise energiat. Seetõttu soodustas CH4 -i konversioonimäär 93,7% -ni 1073K K.
CE ja PR toetati NI/AL2O3Catalystil võrdse mahu immutamise meetodil Li Xiaofengis. Pärast CE ja PR lisamist vähenesid selektiivsus H2incrod ja CO selektiivsus. PR -ga modifitseeritud MDR -il oli suurepärane katalüütiline võime ja selektiivsus H2 -ni vähenes 64,5% -lt 75,6% -ni, samas kui CO selektiivsus vähenes 31,4% -lt Peng Shujing jt. Kasutatud SOL-geeli meetod, CE-modifitseeritud MA valmistati alumiiniumist isopropoksiidi, isopropanooli lahusti ja tseeriumnitraadi heksahüdraadiga. Toote konkreetne pindala oli pisut suurenenud. CE lisamine vähendas vardataoliste nanoosakeste agregatsiooni MA pinnal. Mõned hüdroksüülrühmad γ-al2O3 pinnal olid põhimõtteliselt CE-ühendid. MA termiline stabiilsus paranes ja pärast kaltsineerimist 1000 ℃ 10 tunni jooksul ei toimunud kristallifaasi muundamine.Wang Baowei et al. Valmistatud MA materjali tegevjuht2-AL2O4by kopeerimise meetod. Tegevjuht2 -ga kuup -pisikeste teradega hajutati ühtlaselt alumiiniumoksiid. Pärast CO ja MO toetamist CEO2-AL2O4-s pärssis tegevjuht2 alumiiniumoksiidi ja aktiivse komponendi CO ja Mo vahelist interaktsiooni CEO2
Haruldaste muldmetallide promootorid (LA, CE, Y ja SM) on ühendatud MDR -i CO/MA katalüsaatoriga ja protsess on näidatud joonisel fig. 3. Haruldaste muldmetallide promootorid võivad parandada CO hajutamist MA kandjal ja pärssida CO osakeste aglomeratsiooni. Mida väiksem on osakeste suurus, seda tugevam on kaas-MA interaktsioon, seda tugevam on YCO/MA katalüsaatoris katalüütiline ja paagutusvõime ning mitme promootori positiivne mõju MDR aktiivsusele ja süsiniku sadestumisele.Fig. 4 on HRTEM -pilt pärast MDR -ravi 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3,1 8 tunni jooksul. CO -osakesed eksisteerivad mustade laikude kujul, samas kui MA kandjad eksisteerivad halli kujul, mis sõltub elektronide tiheduse erinevusest. HRTEM -kujutises 10%CO/MA -ga (joonis 4B) täheldatakse CO metalliosakeste aglomeratsiooni MA kandjatel - haruldaste muldmetallide promootori lisamine vähendab CO osakesi 11,0nm ~ 12,5nm. YCO/MA-l on tugev kaas-MA suhtlus ja selle paagutamine on parem kui teistel katalüsaatoritel. Lisaks, nagu on näidatud joonistel fig. 4b kuni 4F, katalüsaatoritel toodetakse õõnsad süsiniknanojuhid (CNF), mis hoiavad kokkupuutel gaasi vooluga ja takistavad katalüsaatori desaktiveerimist.
Joonis 3 Kärbakeelse lisamise mõju füüsilistele ja keemilistele omadustele ning CO/MA katalüsaatori MDR katalüütilisele jõudlusele
3.2.2 desoksüdatsiooni katalüsaator
FE2O3/Meso-Ceal, CE-legeeritud FE-põhise deoksüdatsiooni katalüsaator, valmistati 1-buteeni oksüdatiivse dehüdrogeenimise teel CO2AS-i pehme oksüdeerimisega ja seda kasutati 1,3 butadieeni (BD) sünteesis. CE oli alumiiniumoksiidi maatriksis väga hajutatud ja Fe2O3/Meso oli väga dispergedfe2O3/Meso-Ceal-100 katalüsaatoril mitte ainult väga hajutatud raualiigid ja head struktuurilised omadused, vaid sellel on ka hea hapnikusalvestusvõime, seega on sellel hea adsorptsioon ja aktiveerimisvõime CO2. Nagu on näidatud joonisel 5, näitavad TEM-kujutised, et Fe2O3/Meso-Ceal-100 on regulaarselt, et Mesoceal-100 ussilaadne kanali struktuur on lahti ja poorne, mis on kasulik toimeainete hajutamisel, samas kui kõrgelt hajutatud CE on alumiiniumoksiidi maatriksis edukalt leotatud. Mootorsõidukite ülimadala heitkogusega standardile vastav üllas metallkatalüsaatori kattematerjal on välja töötanud pooride struktuuri, hea hüdrotermilise stabiilsuse ja suure hapniku ladustamisvõimsuse.
3.2.3 sõidukite katalüsaator
PD-RH toetas kvaternaari alumiiniumipõhiseid haruldaste muldmetallide komplekse Alcezrtiox ja Allazrtiox autotööstuse katalüsaatori kattematerjalide saamiseks. Mesopoorset alumiiniumipõhist haruldaste muldmetallide kompleksi PD-RH/ALC-d saab edukalt kasutada CNG-sõiduki heitgaasi puhastamise katalüsaatorina, millel on hea vastupidavus, ja CNG-sõiduki heitgaaside põhikomponendi CH4 muundamise efektiivsus on koguni 97,8%. Sünteesiti hüdrotermilise üheastmelise meetodi, et valmistada seda haruldast Earth MA komposiitmaterjali, et realiseerida iseseisev, metastabiilse olekuga mesopoorsed eellased ja kõrge agregatsiooniga mesopoorsed eellased eelnevad eellased ja sünteesiti ümber sünteesi, mis vastas „ühendi kasvuüksuse” mudelile, realiseerides seega automaatne heitgaasi pärast kinnitatud kolmesuunalist kattekatjat.
Joonis 4 HRTEM PILDI MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) ja SMCO/MA (F)
Joonis 5 TEM-pilt (A) ja EDS elementide diagramm (B, C) FE2O3/MESO-CEAL-100
3.3 helendav esinemine
Haruldaste muldmetalli elementide elektronid on erinevate energiatasemete ja valguse kiirgamise vahel hõlpsasti põnevil. Luminestsentsmaterjalide valmistamiseks kasutatakse aktivaatoritena sageli haruldaste muldmetallide ioone. Haruldaste muldmetallide ioone saab laadida alumiiniumfosfaadi õõnsate mikrosfääride pinnale vastava sadestamismeetodi ja ioonivahetusmeetodi abil ning luminestsentsmaterjalid alpo4∶re (LA, CE, PR, ND) saab valmistada. Luminestsentslainepikkus asub peaaegu ultraviolettpiirkonnas. MA on valmistatud õhukesteks kiledeks inertsi, madala dielektrilise konstantse ja madala juhtivuse tõttu, mis muudab selle rakendatavaks elektriliste ja optiliste seadmete, õhukeste kilede, tõkete, andurite jms jaoks. Seda saab kasutada ka reageeringu tundmiseks ühe-dimensiooniliste fotode tekitamise, energiatootmise ja anti-remeflektide jaoks. Need seadmed on virnastatud kiledega kindla optilise tee pikkusega, seega on vaja kontrollida murdumisnäitajat ja paksust. Käesolevatel seadmete kavandamisel ja ehitamisel kasutatakse sageli titaandioksiidi ja tsirkooniumoksiidi kõrge murdumisnäitajaga ja madala murdumisnäitajaga ränidioksiidiga titaandioksiid ja tsirkooniumoksiid. Erinevate pinnakemikaalidega omadustega materjalide kättesaadavusvahemik on laiendatud, mis võimaldab kujundada täiustatud footoniandureid. MA ja oksüdüdroksiidi kilede kasutuselevõtt optiliste seadmete kujunduses näitab suurt potentsiaali, kuna murdumisnäitaja on sarnane ränidioksiidi omaga. Kuid keemilised omadused on erinevad.
3.4 Termiline stabiilsus
Temperatuuri tõusuga mõjutab paagutamine tõsiselt MA katalüsaatori kasutamise mõju ja spetsiifiline pindala väheneb ning γ-Al2O3in kristalne faas muutub Δ ja θ-faasideks. Haruldaste muldmetallide materjalidel on hea keemiline stabiilsus ja termiline stabiilsus, kõrge kohanemisvõime ning hõlpsasti kättesaadav ning odavad toorained. Haruldaste muldmetallide lisamine võib parandada kanduri termilist stabiilsust, kõrge temperatuuri oksüdatsiooniresistentsust ja mehaanilisi omadusi ning reguleerida kanduri pinnahappesust.La ja CE on kõige sagedamini kasutatavad ja uuritud modifitseerimiselemendid. Lu Weiguang ja teised leidsid, et haruldaste muldmetallide lisamine takistas tõhusalt alumiiniumoksiidi osakeste hulgi difusiooni, LA ja CE kaitses hüdroksüülrühmi alumiiniumoksiidi pinnal, pärssis paagutamist ja faasi muundamist ning vähendas kõrge temperatuuri kahjustusi mesopoorseks struktuuriks. Valmistatud alumiiniumoksiidil on endiselt kõrge spetsiifiline pindala ja pooride maht. Kuid liiga palju või liiga vähe haruldaste muldmetallide elementi vähendab alumiiniumoksiidi termilist stabiilsust. Li Yanqiu et al. Lisas 5% LA2O3TO γ-AL2O3, mis parandas termilist stabiilsust ja suurendas pooride mahtu ja alumiiniumoksiidi kandja spetsiifilist pinda. Nagu võib näha jooniselt 6, parandage LA2O3-ga y-AL2O3-le haruldaste muldmetallide komposiitkande termilist stabiilsust.
LA-ga nanokihiliste osakeste dopinguprotsessis on MA-LA BET-pindala ja pooride maht kõrgemad kui MA-l, kui kuumtöötluse temperatuur tõuseb, ja dopingul LA-ga on ilmselge aeglustav mõju paagutamisele kõrgel temperatuuril. nagu näidatud joonisel fig. 7 temperatuuri tõusuga LA pärsib teravilja kasvu ja faasi transformatsiooni reaktsiooni, joonised fig. 7a ja 7c näitavad nanokihiliste osakeste kogunemist. joonisel fig. 7b, kaltsineerimisel 1200 ℃ tekkinud suurte osakeste läbimõõt on umbes 100 nm. See tähistab MA märkimisväärset paagutamist. Lisaks MA-1200-ga võrreldes ei agresseerita MA-LA-1200 pärast kuumtöötlust. LA lisamisega on nanokiust osakestel parem paagutamisvõime. Isegi kõrgema kaltsineerimise temperatuuri korral on legeeritud LA endiselt MA pinnale väga hajutatud. LA modifitseeritud MA -d saab kasutada PD katalüsaatori kandjana C3H8oksüdatsiooni reaktsioonis.
Joonis 6 Haruldaste muldmetallide elementidega ja selleta paagutamise alumiiniumoksiidi struktuurimudel
Joonis 7 MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) ja MA-LA-1200 TEM-kujutised
4 Järeldus
Tutvustatakse haruldaste muldmetallide modifitseeritud MA -materjalide ettevalmistamise ja funktsionaalse rakendamise edenemist. Haruldaste muldmetallide modifitseeritud MA -d kasutatakse laialdaselt. Ehkki katalüütilise kasutamise, termilise stabiilsuse ja adsorptsiooni osas on tehtud palju uuringuid, on paljudel materjalidel kõrged kulud, vähese kogus, halva korra ja neid on keeruline industrialiseerida. Tulevikus tuleb teha järgmine töö: optimeerige haruldaste muldmetallide modifitseeritud MA kompositsioon ja struktuur, valige sobiv protsess, vastake funktsionaalsele arengule; Luua protsessi juhtimismudel, mis põhineb funktsionaalsel protsessil, et vähendada kulusid ja realiseerida tööstuslikku tootmist; Hiina haruldaste muldmetallide ressursside eeliste maksimeerimiseks peaksime uurima haruldaste muldmetallide muutmise mehhanismi, parandama haruldaste muldmetallide valmistamise teooriat ja protsessi.
Fondiprojekt: Shaanxi teaduse ja tehnoloogia üldine innovatsiooniprojekt (2011KTDZ01-04-01); Shaanxi provints 2019 eriala uurimisprojekt (19JK0490); 2020 Huaqingi kolledži eriala uurimisprojekt, XI 'Arhitektuuri ja Tehnoloogiaülikool (20KY02)
Allikas: haruldane muld
Postiaeg: juuli-04-2022