Am measg ocsaidean neo-sililiceach, tha deagh fheartan meacanaigeach aig alumina, neart teothachd àrd agus strì an aghaidh corrach, agus tha meud pore a ghabhas atharrachadh aig alumina mesoporous (MA), farsaingeachd uachdar sònraichte mòr, meud pore mòr agus cosgais cinneasachaidh ìosal, a tha air a chleachdadh gu farsaing ann an catalysis, sgaoileadh dhrogaichean fo smachd, adsorption agus raointean eile, leithid sgàineadh, hydrocracking agus hydrodesulfurization de petroleum stuthan amh.Microporous alumina air a chleachdadh gu bitheanta ann an gnìomhachas, ach bheir e buaidh dhìreach air gnìomhachd alumina, seirbheis beatha agus selectivity catalyst. Mar eisimpleir, ann am pròiseas glanadh inneal-glanaidh chàraichean, bidh na truaillearan a chaidh a thasgadh bho chuir-ris ola einnsein a’ cruthachadh còc, a lean gu bacadh pores catalyst, agus mar sin a’ lughdachadh gnìomhachd catalyst. Faodar surfactant a chleachdadh gus structar neach-giùlan alùmanum atharrachadh gus MA a chruthachadh.Improve a choileanadh catalytic.
Tha buaidh cuibhreachaidh aig MA, agus thèid na meatailtean gnìomhach a chuir dheth às deidh calcination aig teòthachd àrd. A bharrachd air an sin, às deidh calcination àrd-teòthachd, bidh an structar mesoporous a ’tuiteam, tha cnàimhneach MA ann an staid amorphous, agus chan urrainn dha searbhachd an uachdar coinneachadh ris na riatanasan aige ann an raon gnìomhachd. Tha feum air làimhseachadh atharrachaidh gu tric gus gnìomhachd catalaíoch a leasachadh, seasmhachd structar mesoporous, seasmhachd teirmeach uachdar agus searbhachd uachdar MA materials.Common mion-atharrachaidhean buidhnean gabhail a-steach meatailt heteroatoms (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etc. ) agus ocsaidean meatailt (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, msaa) Air a luchdachadh air uachdar MA no air a dhopadh a-steach don chnàmhan.
Tha an rèiteachadh dealanach sònraichte de eileamaidean talmhainn tearc a’ fàgail gu bheil feartan optigeach, dealain agus magnetach sònraichte aig na todhar aige, agus tha e air a chleachdadh ann an stuthan catalytach, stuthan photoelectric, stuthan asorption agus stuthan magnetach. Faodaidh stuthan mesoporous atharraichte le talamh tearc atharrachadh a dhèanamh air seilbh searbhagach (alcali), àrdachadh falamh ocsaidean, agus inneal-catast nanocrystalline meatailt a cho-chur le sgaoileadh èideadh agus sgèile nanometer seasmhach. an aghaidh catalysts. Anns a’ phàipear seo, thèid atharrachadh talmhainn tearc agus gnìomhachd MA a thoirt a-steach gus coileanadh catalytic, seasmhachd teirmeach, comas stòraidh ocsaidean, farsaingeachd uachdar sònraichte agus structar pore a leasachadh.
1 ullachadh MA
1.1 ullachadh giùlan alumina
Bidh an dòigh ullachaidh de neach-giùlan alùmanum a’ dearbhadh cuairteachadh an structair pore aige, agus tha na dòighean ullachaidh cumanta aige a’ toirt a-steach modh dehydration pseudo-boehmite (PB) agus modh sol-gel. Chaidh Pseudoboehmite (PB) a mholadh an toiseach le Calvet, agus bhrosnaich H + peptization gus γ-AlOOH colloidal PB fhaighinn anns an robh uisge eadar-fhilleadh, a chaidh a chalcachadh agus a dhì-uisgeachadh aig teòthachd àrd gus alumina a chruthachadh. A rèir diofar stuthan amh, tha e gu tric air a roinn ann an sileadh modh, carbonization modh agus alcoholaluminum hydrolysis method.The colloidal solubility de PB buaidh le crystallinity, agus tha e air a bharrrachadh le àrdachadh crystallinity, agus tha e cuideachd a 'toirt buaidh air pròiseasan obrachaidh crìochan.
Mar as trice bidh PB air ullachadh le modh sileadh. Tha alkali air a chuir a-steach do fhuasgladh aluminate no searbhag air a chuir a-steach do fhuasgladh aluminate agus air a dhùsgadh gus alùmanum hydradach fhaighinn (sileadh alcali), no bidh searbhag air a chuir a-steach do fhrasadh aluminate gus alùmanum monohydrate fhaighinn, a thèid an uairsin a nighe, a thiormachadh agus a chalpachadh gus PB fhaighinn. Tha an dòigh sileadh furasta a chleachdadh agus ìosal ann an cosgais, a tha gu tric air a chleachdadh ann an cinneasachadh gnìomhachais, ach tha mòran fhactaran a’ toirt buaidh air (fuasgladh pH, dùmhlachd, teòthachd, msaa). Anns an dòigh carbonization, gheibhear Al (OH)3 tro ath-bhualadh CO2 agus NaAlO2, agus gheibhear PB às deidh a bhith a’ fàs nas sine. Tha na buannachdan aig an dòigh seo airson obrachadh sìmplidh, càileachd toraidh àrd, gun truailleadh agus cosgais ìosal, agus faodaidh e alùmanum ullachadh le gnìomhachd catalaíoch àrd, sàr-aghaidh creimeadh agus farsaingeachd uachdar sònraichte àrd le tasgadh ìosal agus tilleadh àrd. gus PB àrd-ghlan ullachadh. Tha alkoxide alùmanum air a hydrolyzed gus alùmanum ogsaid monohydrate a chruthachadh, agus an uairsin air a làimhseachadh gus PB àrd-ghlan fhaighinn, aig a bheil criostalachd math, meud gràin èideadh, cuairteachadh meud pore dùmhail agus ionracas àrd de ghràinean spherical. Ach, tha am pròiseas iom-fhillte, agus tha e doirbh faighinn air ais air sgàth cleachdadh cuid de stuthan puinnseanta organach solventan.
A bharrachd air an sin, bithear a’ cleachdadh salainn neo-organach no todhar organach de mheatailtean gu cumanta airson ro-ruitheadairean alùmanum ullachadh le dòigh sol-gel, agus thathas a’ cur uisge fìor-ghlan no fuasglaidhean organach gus fuasglaidhean ullachadh airson sol a ghineadh, a tha an uairsin air a gheòladh, air a thiormachadh agus air a ròstadh. Aig an àm seo, tha am pròiseas ullachaidh alùmanum fhathast air a leasachadh a rèir modh dehydration PB, agus tha dòigh carbonization air a thighinn gu bhith na phrìomh dhòigh airson cinneasachadh alùmanum gnìomhachais air sgàth an eaconamaidh agus dìon na h-àrainneachd. air sgàth a chuairteachadh meud pore nas èideadh, a tha na dhòigh a dh’ fhaodadh a bhith ann, ach feumar a leasachadh gus tagradh gnìomhachais a thoirt gu buil.
1.2 ullachadh MA
Chan urrainn dha alumina gnàthach coinneachadh ris na riatanasan gnìomh, agus mar sin feumar MA àrd-choileanadh ullachadh. Mar as trice bidh na dòighean sintéise a 'gabhail a-steach: dòigh nano-casting le molltair gualain mar theamplaid cruaidh; Synthesis de SDA: Pròiseas fèin-chruinneachaidh air a bhrosnachadh le falmhachadh (EISA) an làthair teamplaidean bog leithid SDA agus surfactants cationic, anionic no nonionic eile.
1.2.1 Pròiseas EISA
Tha an teamplaid bog air a chleachdadh ann an staid searbhach, a tha a 'seachnadh a' phròiseas iom-fhillte agus ùineail de dhòigh cruaidh membran agus a dh'fhaodas atharrachadh leantainneach an fhosglaidh a thoirt gu buil. Tha ullachadh MA le EISA air mòran aire a tharraing air sgàth cho furasta ‘s a tha e ri fhaighinn agus ath-riochdachadh. Faodar diofar structaran mesoporous ullachadh. Faodar meud pore MA atharrachadh le bhith ag atharrachadh fad slabhraidh hydrophobic de surfactant no ag atharrachadh a’ cho-mheas molar de inneal-glanaidh hydrolysis gu ro-ruithear alùmanum ann am fuasgladh. sgìre MA agus alùmanum mesoporous òrdaichte (OMA), air a chuir an sàs ann an grunn theamplaidean bog, leithid P123, F127, triethanolamine (tì), msaa. , mar as trice alùmanum isopropoxide agus P123, airson a bhith a 'solarachadh stuthan mesoporous.The leasachadh soirbheachail air pròiseas EISA a' cur feum air atharrachadh mionaideach air hydrolysis agus cinneasachadh dùmhlachd gus stàball fhaighinn agus a 'ceadachadh leasachadh mesophase a chruthachadh le surfactant micelles ann an sol.
Ann am pròiseas EISA, faodaidh cleachdadh fuasglaidhean neo-uisgeach (leithid ethanol) agus riochdairean iom-fhillte organach slaodadh gu h-èifeachdach air ìre hydrolysis agus dùmhlachd ro-ruitheadairean organoaluminium agus brosnachadh fèin-chruinneachadh de stuthan OMA, leithid Al (OR)3 agus isopropoxide alùmanum. Ach, ann am fuasglaidhean luaineach neo-uisgeach, mar as trice bidh teamplaidean surfactant a’ call an hydrophilicity / hydrophobicity. A bharrachd air an sin, air sgàth dàil hydrolysis agus polycondensation, tha buidheann hydrophobic aig an toradh eadar-mheadhanach, a tha ga dhèanamh duilich eadar-obrachadh le teamplaid surfactant. Is ann dìreach nuair a thèid an dùmhlachd de surfactant agus an ìre de hydrolysis agus polycondensation de alùmanum àrdachadh mean air mhean ann am pròiseas fuasglaidh fuasglaidh as urrainn fèin-chruinneachadh teamplaid agus alùmanum a chumail. Mar sin, bheir mòran de pharamadairean a bheir buaidh air suidheachaidhean fuasglaidh fuasglaidh agus ath-bhualadh uisgeachaidh agus dùmhlachd ro-ruitheadairean, leithid teòthachd, taiseachd coimeasach, catalyst, ìre fuasglaidh fuasglaidh, msaa, buaidh air an structar cruinneachaidh deireannach. Mar a chithear ann am fige. 1, chaidh stuthan OMA le seasmhachd teirmeach àrd agus coileanadh catalytic àrd a cho-chur le fèin-chruinneachadh fèin-cho-chruinneachadh brosnaichte le cuideachadh solvothermal (SA-EISA). bhrosnaich làimhseachadh solvothermal hydrolysis iomlan de ro-ruitheadairean alùmanum gus buidhnean beaga de mheud alùmanum hydroxyl a chruthachadh, a leasaich an eadar-obrachadh eadar surfactants agus alùmanum. Ann am pròiseas traidiseanta EISA, tha hydrolysis de ro-ruithear organoaluminium an cois a ’phròiseas falmhachaidh, agus mar sin tha buaidh chudromach aig na suidheachaidhean gluasaid air an ath-bhualadh agus air structar deireannach OMA. Tha an ceum làimhseachaidh solvothermal a’ brosnachadh uisgeachadh iomlan den ro-ruithear alùmanum agus a’ toirt a-mach buidhnean alùmanum hydroxyl cruinnichte gu ìre.OMA air a chruthachadh fo raon farsaing de shuidheachaidhean gluasaid. An coimeas ri MA air ullachadh le modh traidiseanta EISA, tha meud pore nas àirde aig OMA a chaidh ullachadh le modh SA-EISA, farsaingeachd uachdar sònraichte nas fheàrr agus seasmhachd teirmeach nas fheàrr. Anns an àm ri teachd, faodar dòigh EISA a chleachdadh gus fosgladh fìor mhòr MA ullachadh le ìre tionndaidh àrd agus taghadh sàr-mhath gun a bhith a’ cleachdadh àidseant reaming.
Fig. 1 Clàr sruth de dhòigh SA-EISA airson stuthan OMA a cho-chur
1.2.2 pròiseasan eile
Feumaidh ullachadh MA gnàthach smachd mionaideach air paramadairean synthesis gus structar soilleir mesoporous a choileanadh, agus tha toirt air falbh stuthan teamplaid cuideachd dùbhlanach, a tha a ’dèanamh iom-fhillte air a’ phròiseas synthesis. Aig an àm seo, tha mòran litreachasan air aithris a dhèanamh air synthesis MA le diofar theamplaidean. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, bha an rannsachadh gu mòr ag amas air a bhith a 'dèanamh synthesis de MA le glucose, sucrose agus stalc mar theamplaidean le isopropoxide alùmanum ann am fuasgladh uisgeach. Gheibhear MA CTAB cuideachd le bhith ag atharrachadh PB gu dìreach mar stòr alùmanum. MA le feartan structarail eadar-dhealaichte, ie Al2O3) -1, Al2O3) -2 agus al2o3Agus tha seasmhachd teirmeach math aige. Chan eil cur-ris surfactant ag atharrachadh structar criostail gnèitheach PB, ach ag atharrachadh modh cruachadh ghràineanan. A bharrachd air an sin, tha cruthachadh Al2O3-3 air a chruthachadh le bhith a 'cumail suas nanoparticles air an daingneachadh le fuasgladh organach PEG no cruinneachadh timcheall PEG. Ach, tha cuairteachadh meud pore Al2O3-1 gu math cumhang. A bharrachd air an sin, chaidh catalysts stèidhichte air palladium ullachadh le MA synthetigeach mar neach-giùlain.
Airson a’ chiad uair, chaidh MA le cuairteachadh meud pore caran cumhang ullachadh le bhith a’ cleachdadh slag dubh alùmanum saor agus làn alùmanum ABD. Tha am pròiseas toraidh a’ toirt a-steach pròiseas às-tharraing aig teòthachd ìosal agus cuideam àbhaisteach. Cha bhith na mìrean cruaidh a tha air fhàgail sa phròiseas às-tharraing a’ truailleadh na h-àrainneachd, agus faodar an càrnadh le cunnart ìosal no an ath-chleachdadh mar lìonadh no cruinneachadh ann an cleachdadh cruadhtan. Is e farsaingeachd uachdar sònraichte an MA synthesized 123 ~ 162m2 / g, Tha an cuairteachadh meud pore cumhang, is e an radius as àirde 5.3nm, agus is e am porosity 0.37 cm3 / g. Tha an stuth meud nano agus tha am meud criostail timcheall air 11nm. Is e pròiseas ùr a th’ ann an synthesis solid-state gus MA a cho-chur, a dh’ fhaodar a chleachdadh gus sùghadh rèidio-cheimigeach a thoirt gu buil airson cleachdadh clionaigeach. Tha stuthan amh chloride alùmanum, ammonium carbonate agus glùcois air an measgachadh ann an co-mheas molar de 1: 1.5: 1.5, agus tha MA air a cho-chur le freagairt meacanaigiche stàite cruaidh ùr. %.
Gus geàrr-chunntas a dhèanamh, san àm ri teachd, faodar teamplaidean beaga moileciuil a leasachadh cuideachd gus structaran pore òrdaichte ioma-ìre a thogail, structar, morf-eòlas agus feartan ceimigeach uachdar stuthan atharrachadh gu h-èifeachdach, agus farsaingeachd uachdar mòr a chruthachadh agus toll cnuimhe òrdaichte MA. Dèan sgrùdadh air teamplaidean saor agus stòran alùmanum, leasaich am pròiseas synthesis, soilleireachadh an uidheamachd synthesis agus stiùir am pròiseas.
Modh atharrachaidh 2 MA
Tha na dòighean air co-phàirtean gnìomhach a sgaoileadh gu cothromach air giùlan MA a’ toirt a-steach impregnation, in-situ synthe-sis, sileadh, iomlaid ion, measgachadh meacanaigeach agus leaghadh, agus am measg sin is e a’ chiad dhà an fheadhainn as cumanta a chleachdar.
2.1 dòigh synthesis in-situ
Bithear a’ cur ris na buidhnean a thathas a’ cleachdadh ann am mion-atharrachadh gnìomh ann a bhith ag ullachadh MA gus structar cnàimhneach an stuth atharrachadh agus a dhèanamh seasmhach agus coileanadh catalytach a leasachadh. Tha am pròiseas air a shealltainn ann am Figear 2. Liu et al. synthesized Ni/Mo-Al2O3in situ le P123 mar theamplaid. Bha an dà chuid Ni agus Mo air an sgapadh ann an seanalan MA òrdaichte, gun a bhith a’ sgrios structar mesoporous MA, agus bha e follaiseach gun deach coileanadh catalaíoch a leasachadh. A’ gabhail ri dòigh fàis in-situ air gamma-al2o3substrate synthesized, An coimeas ri γ-Al2O3, tha farsaingeachd uachdar sònraichte BET nas motha agus meud pore aig MnO2-Al2O3, agus tha structar mesoporous bimodal aige le cuairteachadh meud pore cumhang. Tha ìre sùghaidh luath aig MnO2-Al2O3 agus àrd-èifeachdas airson F-, agus tha raon tagraidh pH farsaing aige (pH = 4 ~ 10), a tha freagarrach airson suidheachaidhean cleachdadh gnìomhachais practaigeach. Tha coileanadh ath-chuairteachaidh MnO2-Al2O3 nas fheàrr na coileanadh γ-Al2O.Feumar tuilleadh leasachaidh a dhèanamh air seasmhachd structarail. Gus geàrr-chunntas, tha deagh òrdugh structarail aig na stuthan atharraichte MA a gheibhear le synthesis in-situ, eadar-obrachadh làidir eadar buidhnean agus luchd-giùlan alùmanum, measgachadh teann, luchdan stuthan mòr, agus chan eil iad furasta a bhith ag adhbhrachadh rùsgadh phàirtean gnìomhach sa phròiseas ath-bhualadh catalytach. , agus tha coileanadh catalytic air a leasachadh gu mòr.
Fig. 2 Ag ullachadh MA gnìomhail tro synthesis in-situ
2.2 dòigh impregnation
A’ bogadh an MA ullaichte a-steach don bhuidheann atharraichte, agus a’ faighinn an stuth MA atharraichte às deidh làimhseachadh, gus buaidh catalysis, asorption agus an leithid a thoirt gu buil. Cai et al. air ullachadh MA bho P123 le modh sol-gel, agus air a bogadh ann am fuasgladh ethanol agus tetraethylenepentamine gus stuth MA atharraichte amino fhaighinn le coileanadh làidir sùghaidh. A bharrachd air an sin, tha Belkacemi et al. air a bhogadh ann an ZnCl2solution leis an aon phròiseas gus stuthan MA atharraichte le sinc òrdaichte fhaighinn. Is e an raon uachdar sònraichte agus meud pore 394m2/g agus 0.55 cm3/g, fa leth. An coimeas ris an dòigh synthesis in-situ, tha sgaoileadh eileamaidean nas fheàrr aig an dòigh impregnation, structar mesoporous seasmhach agus deagh choileanadh sùghaidh, ach tha an fheachd eadar-obrachaidh eadar co-phàirtean gnìomhach agus neach-giùlan alùmanum lag, agus tha gnìomhachd catalaíoch furasta a chuir a-steach le factaran bhon taobh a-muigh.
3 adhartas gnìomh
Is e an synthesis de thalamh tearc MA le feartan sònraichte an gluasad leasachaidh san àm ri teachd. Aig an àm seo, tha mòran dhòighean synthesis ann. Bidh paramadairean pròiseas a’ toirt buaidh air coileanadh MA. Faodar an raon uachdar sònraichte, meud pore agus trast-thomhas pore MA atharrachadh a rèir seòrsa teamplaid agus co-dhèanamh ro-ruithear alùmanum. Tha an teòthachd calcination agus dùmhlachd teamplaid polymer a’ toirt buaidh air farsaingeachd uachdar sònraichte agus meud pore MA. Lorg Suzuki agus Yamauchi gun deach an teòthachd calcination àrdachadh bho 500 ℃ gu 900 ℃. Faodar an fosgladh àrdachadh agus faodar an raon uachdar a lughdachadh. A bharrachd air an sin, tha an làimhseachadh atharrachaidh talmhainn tearc a’ leasachadh gnìomhachd, seasmhachd teirmeach uachdar, seasmhachd structarail agus searbhachd uachdar stuthan MA anns a ’phròiseas catalytach, agus a’ coinneachadh ri leasachadh gnìomhachd MA.
3.1 Defluorination Adsorbent
Tha an fluorine ann an uisge òil ann an Sìona gu math cronail. A bharrachd air an sin, bidh àrdachadh ann an susbaint fluorine ann am fuasgladh sinc sulfate tionnsgalach a’ leantainn gu corrachadh plàta electrode, crìonadh san àrainneachd obrach, crìonadh ann an càileachd sinc dealain agus lughdachadh na tha de dh’ uisge ath-chuartaichte san t-siostam dèanamh searbhag. agus pròiseas electrolysis de fhùirneis leabaidh fluidichte a’ ròstadh gas luideach. Aig an àm seo, tha an dòigh adsorption as tarraingiche am measg dhòighean cumanta fliuch defluorination.However, tha cuid de uireasbhaidhean, leithid droch adsorption comas, cumhang ri fhaotainn raon pH, àrd-sgoile truailleadh agus mar sin air adhart. Thathas air gualain gnìomhaichte, alùmanum amorphous, alùmanum gnìomhaichte agus adsorbents eile a chleachdadh airson uisge a ghlanadh, ach tha cosgais adsorbents àrd, agus tha comas sùghadh fuasgladh F-ann an neodrach no dùmhlachd àrd ìosal. chaidh sgrùdadh a dhèanamh air adsorbent airson toirt air falbh fluoride air sgàth cho àrd sa tha e agus cho roghnaichte ri fluoride aig luach pH neodrach, ach tha e air a chuingealachadh le droch chomas sùghaidh fluoride, agus is ann dìreach aig pH <6 as urrainn coileanadh sùghadh fluoride math a bhith aige.MA air aire fharsaing a tharraing ann an smachd truailleadh àrainneachd air sgàth an raon uachdar sònraichte mòr aige, buaidh meud pore gun samhail, coileanadh bonn searbhagach, seasmhachd teirmeach is meacanaigeach. Kundu et al. MA ullaichte le comas as motha de fluorine de 62.5 mg / g. Tha buaidh mhòr aig comas sùghadh fluorine MA air sgàth na feartan structarail aige, leithid farsaingeachd uachdar sònraichte, buidhnean gnìomh uachdar, meud pore agus meud pore iomlan.
Mar thoradh air searbhag cruaidh La agus bunait cruaidh fluorine, tha dàimh làidir eadar ions La agus fluorine. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha cuid de sgrùdaidhean air faighinn a-mach gum faod La mar inneal-atharrachaidh comas sùghaidh fluoride a leasachadh. Ach, air sgàth seasmhachd structarail ìosal adsorbents talmhainn tearc, tha barrachd talmhainn tearc air a leigeil a-steach don fhuasgladh, a’ leantainn gu truailleadh uisge àrd-sgoile agus cron air slàinte dhaoine. Air an làimh eile, tha dùmhlachd àrd de alùmanum ann an àrainneachd uisge mar aon de na puinnseanan airson slàinte dhaoine. Mar sin, feumar seòrsa de adsorbent co-dhèanta ullachadh le deagh sheasmhachd agus gun a bhith a ’leaghadh no nas lugha de eileamaidean eile anns a’ phròiseas toirt air falbh fluorine. Chaidh MA atharraichte le La agus Ce ullachadh le modh impregnation (La/MA agus Ce/MA). chaidh ocsaidean talmhainn tearc a luchdachadh gu soirbheachail air uachdar MA airson a’ chiad uair, aig an robh coileanadh defluorination nas àirde. ’S e na prìomh dhòighean air toirt air falbh fluorine sùghadh electrostatach agus asorption ceimigeach, tàladh dealanan cosgais dearbhach uachdar agus ath-bhualadh iomlaid ligand a’ tighinn còmhla ri uachdar hydroxyl, an bidh buidheann gnìomh hydroxyl air an uachdar adsorbent a’ gineadh ceangal haidridean le F-, tha atharrachadh La agus Ce a’ leasachadh comas sùghaidh fluorine, tha barrachd làraich sùghadh hydroxyl ann an La/MA, agus tha comas sùghadh F ann an òrdugh La/MA > Ce/MA>MA. Le àrdachadh ann an dùmhlachd tùsail, tha an comas sùghaidh fluorine a’ dol am meud. Tha a’ bhuaidh adsorption nas fheàrr nuair a tha pH 5 ~ 9, agus tha am pròiseas adsorption de fluorine a rèir modail Langmuir isothermal adsorption. A bharrachd air an sin, faodaidh neo-chunbhalachd ianan sulfate ann an alumina buaidh mhòr a thoirt air càileachd sampallan. Ged a chaidh an rannsachadh co-cheangailte ri alumina atharraichte talmhainn tearc a dhèanamh, tha a 'mhòr-chuid den rannsachadh a' cuimseachadh air a 'phròiseas adsorbent, a tha doirbh a chleachdadh gu gnìomhachasach. agus feartan imrich ionsan fluorine, faigh adsorbent ian fluorine èifeachdach, cosgais-ìosal agus ath-nuadhachail airson defluorination de sinc sulfate fuasgladh ann an sinc hydrometallurgy siostam, agus a 'stèidheachadh modail smachd pròiseas airson a bhith a' làimhseachadh àrd fluorine fuasgladh stèidhichte air tearc talmhainn MA nano adsorbent.
3.2 Catalist
3.2.1 Ath-leasachadh tioram air meatan
Faodaidh talamh tearc searbhachd (bunasachd) stuthan porous atharrachadh, àite falamh ocsaidean àrdachadh, agus catalysts a cho-chur le sgaoileadh èideadh, sgèile nanometer agus seasmhachd. Tha e air a chleachdadh gu tric airson taic a thoirt do mheatailtean uasal agus meatailtean gluasaid gus meatanachadh CO2 a bhrosnachadh. Aig an àm seo, tha stuthan mesoporous atharraichte talmhainn tearc a’ leasachadh a dh’ionnsaigh ath-leasachadh tioram meatan (MDR), truailleadh photocatalytic de VOCn agus purification gas earbaill.An coimeas ri meatailtean uasal (leithid Pd, Ru, Rh, msaa) agus meatailtean gluasaid eile (leithid Co, Fe, msaa). Ach, tha sintering agus tasgadh gualain de Ni nanoparticles air uachdar Ni / Al2O3 a’ leantainn gu cuir às gu sgiobalta an catalyst. Mar sin, feumar luathadair a chuir ris, inneal-giùlain catalyst atharrachadh agus slighe ullachaidh adhartachadh gus gnìomhachd catalaíoch, seasmhachd agus strì an aghaidh scorch a leasachadh. San fharsaingeachd, faodar ocsaidean talmhainn tearc a chleachdadh mar luchd-adhartachaidh structarail agus dealanach ann an catalysts heterogeneous, agus bidh CeO2 a ’leasachadh sgapadh Ni agus ag atharrachadh feartan Ni meatailteach tro eadar-obrachadh làidir taic meatailt.
Tha MA air a chleachdadh gu farsaing gus sgaoileadh mheatailtean àrdachadh, agus gus casg a chuir air meatailtean gnìomhach gus casg a chuir air cruinneachadh. Tha La2O3 le comas stòraidh ogsaidean àrd a’ neartachadh an aghaidh gualain anns a’ phròiseas tionndaidh, agus tha La2O3 a’ brosnachadh sgaoileadh Co on mesoporous alumina, aig a bheil gnìomhachd ath-leasachaidh àrd agus tapachd. Bidh an neach-brosnachaidh La2O3 a’ meudachadh gnìomhachd MDR de chatalaiche Co/MA, agus tha ìrean Co3O4and CoAl2O4 air an cruthachadh air uachdar catalyst. Anns a 'phròiseas MDR, an eadar-obrachadh in-situ eadar La2O3 agus CO2formed La2O2CO3mesophase, a thug air falbh CxHy èifeachdach air uachdar an catalyst. Bidh La2O3 a’ brosnachadh lughdachadh haidridean le bhith a’ toirt seachad dùmhlachd eileagtronaigeach agus ag àrdachadh beàrn ocsaidean ann an 10% Co/MA. Tha cur-ris La2O3 a’ lughdachadh an lùth gnìomhachaidh a tha coltach ri caitheamh CH4. Mar sin, dh'àrdaich ìre tionndaidh CH4 gu 93.7% aig 1073K K. Leasaich cur-ris La2O3 an gnìomhachd catalaíoch, bhrosnaich e lughdachadh H2, mheudaich e an àireamh de làraich gnìomhach Co0, thug a-mach nas lugha de ghualain a chaidh a thasgadh agus mheudaich e am beàrn ocsaidean gu 73.3%.
Fhuair Ce agus Pr taic air Ni / Al2O3catalyst le dòigh impregnation meud co-ionann ann an Li Xiaofeng. Às deidh Ce agus Pr a chur ris, mheudaich an roghainn gu H2 agus lùghdaich an roghainn gu CO. Bha comas catalytic sàr-mhath aig an MDR a chaidh atharrachadh le Pr, agus mheudaich an roghainn gu H2 bho 64.5% gu 75.6%, fhad ‘s a chaidh an roghainn gu CO sìos bho 31.4% Peng Shujing et al. chaidh modh sol-gel a chleachdadh, chaidh CE-atharraichte MA ullachadh le isopropoxide alùmanum, fuasgladh isopropanol agus cerium nitrate hexahydrate. Chaidh farsaingeachd uachdar sònraichte an toraidh àrdachadh beagan. Le bhith a’ cur Ce ris lughdaich e cruinneachadh de nanoparticles coltach ri slat air uachdar MA. Bha cuid de bhuidhnean hydroxyl air uachdar γ- Al2O3 gu bunaiteach air an còmhdach le todhar Ce. Chaidh seasmhachd teirmeach MA a leasachadh, agus cha do thachair cruth-atharrachadh ìre criostail às deidh calcination aig 1000 ℃ airson 10 uairean.Wang Baowei et al. stuth MA ullaichte CeO2-Al2O4by modh coprecipitation. CeO2 le gràinnean beaga ciùbach air an sgapadh gu co-ionnan ann an alumina. Às deidh taic a thoirt do Co agus Mo air CeO2-Al2O4, chaidh an eadar-obrachadh eadar alumina agus co-phàirt gnìomhach Co agus Mo a bhacadh gu h-èifeachdach le CEO2
Tha an luchd-adhartachaidh talmhainn tearc (La, Ce, y agus Sm) air an cur còmhla ri catalyst Co / MA airson MDR, agus tha am pròiseas air a shealltainn ann am fige. 3. faodaidh an luchd-adhartachaidh talmhainn tearc leasachadh a thoirt air sgaoileadh luchd-giùlain Co on MA agus casg a chuir air cruinneachadh de cho-ghràinean. mar as lugha am meud mìrean, mar as làidire an eadar-obrachadh Co-MA, is ann as làidire a bhios an comas catalytic agus sintering ann an catalyst YCo/MA, agus na buaidhean adhartach a tha aig grunn luchd-adhartachaidh air gnìomhachd MDR agus tasgadh gualain.Fig. Tha 4 na HRTEM iMAge às deidh làimhseachadh MDR aig 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 airson 8 uairean. Tha mìrean co ann an cruth spotan dubha, agus tha luchd-giùlan MA ann an cruth liath, a tha an urra ris an eadar-dhealachadh ann an dùmhlachd dealanach. ann an ìomhaigh HRTEM le 10% Co / MA (fig. 4b), thathas a’ cumail sùil air cruinneachadh de ghràinean meatailt Co air luchd-giùlan Ma chuireas neach-adhartachaidh talmhainn tearc ris a’ lughdachadh gràinean Co gu 11.0nm ~ 12.5nm. Tha eadar-obrachadh làidir Co-MA aig YCo/MA, agus tha a choileanadh sintering nas fheàrr na luchd-brosnachaidh eile. a bharrachd, mar a chithear ann am figearan. 4b gu 4f, tha nanowires gualain falamh (CNF) air an toirt a-mach air na catalysts, a chumas conaltradh ri sruthadh gas agus a chuireas casg air a’ chatalaiche bho bhith air a chuir dheth.
Fig. 3 Buaidh cur-ris talmhainn tearc air feartan fiosaigeach agus ceimigeach agus coileanadh catalaíoch MDR de chatalaiche Co/MA
3.2.2 Catalyst deoxidation
Chaidh Fe2O3 / Meso-CeAl, catalyst deoxidation stèidhichte air Ce-doped Fe, ullachadh le dehydrogenation oxidative de 1-butene le CO2as bog oxidant, agus chaidh a chleachdadh ann an synthesis 1,3-butadiene (BD). Bha Ce gu math sgapte ann am matrix alumina, agus bha Fe2O3 / meso gu math sgapteFe2O3 / Meso-CeAl-100 catalyst chan e a-mhàin gu bheil gnèithean iarainn air leth sgapte agus deagh fheartan structarail, ach tha comas stòraidh ocsaidean math aige cuideachd, agus mar sin tha comas sùghaidh is gnìomhachaidh math aige. de CO2. Mar a chithear ann am Figear 5, tha ìomhaighean TEM a’ sealltainn gu bheil Fe2O3 / Meso-CeAl-100 cunbhalachTha e a’ sealltainn gu bheil structar seanail coltach ri cnuimhe de MesoCeAl-100 sgaoilte agus porous, a tha buannachdail do sgapadh tàthchuid gnìomhach, fhad ‘s a tha Ceal air a sgapadh gu mòr. air a dhopadh gu soirbheachail ann am matrix alumina. Tha an stuth còmhdach catalyst meatailt uasal a tha a’ coinneachadh ri inbhe sgaoilidhean ultra-ìosal de charbadan motair air structar pore a leasachadh, deagh sheasmhachd hydrothermal agus comas stòraidh mòr ocsaidean.
3.2.3 Catalyst airson Carbadan
Thug Pd-Rh taic do ionadan talmhainn tearc ceithir-cheàrnach stèidhichte air alùmanum AlCeZrTiOx agus AlLaZrTiOx gus stuthan còmhdach catalyst fèin-ghluasadach fhaighinn. Faodar Pd-Rh/ALC iom-fhillte talmhainn tearc stèidhichte air alùmanum a chleachdadh gu soirbheachail mar inneal-glanaidh inneal CNG le deagh sheasmhachd, agus tha èifeachdas tionndaidh CH4, am prìomh phàirt de ghas fuadain carbaid CNG, cho àrd ri 97.8%. Gabh ri dòigh aon-cheum hydrotherMal gus an stuth co-dhèanta ma talmhainn tearc sin ullachadh gus fèin-chruinneachadh a thoirt gu buil, chaidh ro-ruitheadairean mesoporous òrdaichte le staid meata-sheasmhach agus cruinneachadh àrd a cho-chur, agus bha synthesis RE-Al a rèir a’ mhodail de “aonad fàis toinnte" , mar sin a’ toirt a-mach glanadh inneal-tionndaidh catalytic trì-shligheach às deidh càr.
Fig. 4 ìomhaighean HRTEM de ma (a), Co/MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) agus SmCo/MA(f)
Fig. 5 Ìomhaigh TEM (A) agus diagram eileamaid EDS (b, c) de Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 coileanadh luminous
Tha e furasta do eleactronan de eileamaidean talmhainn tearc gluasad eadar diofar ìrean lùtha agus solas a sgaoileadh. Bidh ionsan tearc talmhainn gu tric air an cleachdadh mar luchd-gnìomh gus stuthan luminescent ullachadh. Faodar ionsan tearc talmhainn a luchdachadh air uachdar microspheres falamh fosfáit alùmanum le modh coprecipitation agus modh iomlaid ion, agus faodar stuthan luminescent AlPO4∶RE (La, Ce, Pr, Nd) ullachadh. Tha an tonn-tonn luminescent faisg air ultraviolet sgìre.MA air a dhèanamh ann am filmichean tana air sgàth a inertia, seasmhach dielectric ìosal agus giùlan ìosal, a tha ga dhèanamh iomchaidh airson innealan dealain is optigeach, filmichean tana, cnapan-starra, mothachairean, msaa. a bhith air a chleachdadh airson freagairt mothachaidh criostalan photonic aon-mheudach, gineadh lùth agus còmhdach an-aghaidh meòrachaidh. Tha na h-innealan sin nam filmichean air an càrnadh le fad slighe optigeach cinnteach, agus mar sin feumar smachd a chumail air clàr-amais ath-bheòthachaidh agus tiugh. . Tha an raon de stuthan a tha rim faighinn le diofar fheartan ceimigeach uachdar air a leudachadh, a tha ga dhèanamh comasach mothachairean photon adhartach a dhealbhadh. Tha toirt a-steach filmichean MA agus oxyhydroxide ann an dealbhadh innealan optigeach a’ nochdadh comas mòr leis gu bheil an clàr-amais refractive coltach ris an fhear de silicon dioxide.But tha na feartan ceimigeach eadar-dhealaichte.
3.4 seasmhachd teirmeach
Le àrdachadh teothachd, bidh sintering a’ toirt buaidh mhòr air buaidh cleachdaidh catalyst MA, agus tha an raon uachdar sònraichte a’ dol sìos agus ìre criostalach γ-Al2O3in ag atharrachadh gu ìrean δ agus θ gu χ. Tha seasmhachd ceimigeach math agus seasmhachd teirmeach aig stuthan tearc talmhainn, sùbailteachd àrd, agus stuthan amh a tha rim faighinn gu furasta agus saor. Faodaidh cur-ris eileamaidean talmhainn tearc leasachadh a dhèanamh air seasmhachd teirmeach, strì an aghaidh oxidation aig teòthachd àrd agus feartan meacanaigeach an neach-giùlain, agus atharraich searbhachd uachdar an neach-giùlain.La agus Ce na h-eileamaidean atharrachaidh as cumanta a thathas a’ cleachdadh agus a ’sgrùdadh. Lorg Lu Weiguang agus feadhainn eile gun do chuir cur-ris eileamaidean talmhainn tearc casg gu h-èifeachdach air sgaoileadh mòr de ghràineanan alùmanum, dhìon La agus Ce na buidhnean hydroxyl air uachdar alùmanum, chuir iad bacadh air sintering agus cruth-atharrachadh ìre, agus lughdaich iad milleadh teòthachd àrd gu structar mesoporous. . Tha farsaingeachd uachdar sònraichte àrd agus meud pore fhathast aig an alumina ullaichte. Li Yanqiu et al. chuir e 5% La2O3to γ-Al2O3 ris, a leasaich seasmhachd teirmeach agus a mheudaich meud pore agus farsaingeachd uachdar sònraichte neach-giùlan alumina. Mar a chithear bho Figear 6, La2O3 air a chur ri γ-Al2O3, Leasaich seasmhachd teirmeach neach-giùlain tearc talmhainn.
Anns a’ phròiseas a bhith a’ dopadh gràineanan nano-snàithleach le La gu MA, tha farsaingeachd uachdar BET agus meud pore MA-La nas àirde na an fheadhainn aig MA nuair a dh’ èiricheas teòthachd an làimhseachaidh teas, agus tha buaidh stadail follaiseach aig dopadh le La air sintering aig àrd ìre. teòthachd. mar a chithear ann am fige. 7, le àrdachadh teothachd, tha La a’ cur bacadh air ath-bhualadh fàs gràin agus cruth-atharrachadh ìre, fhad ‘s a tha figean. Tha 7a agus 7c a’ sealltainn cruinneachadh de ghràineanan nano-snàithleach. ann am fige. 7b, tha trast-thomhas nam mìrean mòra a chaidh a thoirt a-mach le calcination aig 1200 ℃ timcheall air 100nm.Tha e a’ comharrachadh sintering mòr MA. A bharrachd air an sin, an taca ri MA-1200, chan eil MA-La-1200 a’ cruinneachadh às deidh làimhseachadh teas. Le cur-ris La, tha comas sintering nas fheàrr aig gràineanan nano-fiber. eadhon aig teòthachd calcination nas àirde, tha doped La fhathast gu math sgapte air uachdar MA. Faodar La atharraichte MA a chleachdadh mar neach-giùlan Pd catalyst ann an ath-bhualadh C3H8oxidation.
Fig. 6 Modail structarail de alumina sintering le agus às aonais eileamaidean tearc talmhainn
Fig. 7 dealbhan TEM de MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) agus MA-La-1200(d)
4 Co-dhùnadh
Thathas a’ toirt a-steach adhartas ann an ullachadh agus cleachdadh gnìomh stuthan MA atharraichte talmhainn tearc. Bithear a’ cleachdadh MA atharraichte le talamh tearc. Ged a chaidh mòran rannsachaidh a dhèanamh ann an tagradh catalaíoch, seasmhachd teirmeach agus adsorption, tha cosgais àrd aig mòran stuthan, ìre dopaidh ìosal, droch òrdugh agus tha iad duilich an gnìomhachas. Feumar an obair a leanas a dhèanamh san àm ri teachd: an ìre as fheàrr a dhèanamh de cho-dhèanamh agus structar MA atharraichte talmhainn tearc, tagh am pròiseas iomchaidh, Coinnich ris an leasachadh gnìomh; Stèidhich modal smachd pròiseas stèidhichte air pròiseas gnìomh gus cosgaisean a lughdachadh agus cinneasachadh gnìomhachais a thoirt gu buil; Gus na buannachdan as motha fhaighinn bho stòrasan tearc talmhainn ann an Sìona, bu chòir dhuinn sgrùdadh a dhèanamh air uidheamachd mion-atharrachadh MA talmhainn tearc, leasachadh a dhèanamh air an teòiridh agus am pròiseas ullachadh MA atharraichte talmhainn tearc.
Pròiseact Maoin: Pròiseact Ùr-ghnàthachaidh iomlan Saidheans agus Teicneòlas Shaanxi (2011KTDZ01-04-01); Pròiseact Rannsachaidh Saidheans Sònraichte Roinn Shaanxi 2019 (19JK0490); Pròiseact rannsachaidh saidheansail sònraichte 2020 aig Colaiste Huaqing, Xi 'Oilthigh Ailtireachd agus Teicneòlais (20KY02)
Stòr: Rare Earth
Ùine puist: 15-15-2021