Pami oksid ki pa siliseuz, alumina gen bon pwopriyete mekanik, rezistans tanperati ki wo ak rezistans korozyon, pandan y ap alumina mesoporous (MA) gen gwosè pò reglabl, gwo zòn sifas espesifik, gwo volim pò ak pri pwodiksyon ki ba, ki se lajman ki itilize nan kataliz, kontwole dwòg lage, adsorption ak lòt jaden, tankou fann, hydrocracking ak hydrodesulfurization nan petwòl matyè premyè.Microporous alumina se souvan itilize nan endistri, men li pral dirèkteman afekte aktivite a nan alumina, lavi sa a ki sèvis ak selektivite nan katalis. Pou egzanp, nan pwosesis pou pirifye echapman otomobil, polyan yo depoze nan aditif lwil motè yo pral fòme coke, ki pral mennen nan blokaj la nan porositë katalis, kidonk diminye aktivite a nan katalis. Surfactant ka itilize pou ajiste estrikti alumina konpayi asirans pou fòme MA.Improve pèfòmans katalitik li yo.
MA gen efè kontrent, ak metal yo aktif yo dezaktive apre kalsinasyon wo-tanperati. Anplis de sa, apre kalsinasyon wo-tanperati, estrikti mesoporous la tonbe, eskèlèt MA a se nan eta amorphe, ak asidite sifas la pa ka satisfè kondisyon li yo nan jaden an nan fonksyonalizasyon. Tretman modifikasyon souvan bezwen amelyore aktivite a katalitik, estabilite estrikti mesoporous, estabilite tèmik sifas ak asidite sifas nan materyèl MA. Gwoup modifikasyon komen yo enkli heteroatoms metal (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, elatriye. ) ak oksid metal (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, elatriye) Chaje sou sifas MA oswa dope nan kilè eskèlèt la.
Konfigirasyon elèktron espesyal eleman latè ra fè konpoze li yo gen pwopriyete espesyal optik, elektrik ak mayetik, epi yo itilize nan materyèl katalitik, materyèl fotoelektrik, materyèl adsorption ak materyèl mayetik. Rare latè modifye materyèl mesoporous ka ajiste pwopriyete asid (alkali), ogmante pòs vid oksijèn, ak sentèz metal nanokristalin katalis ak dispèsyon inifòm ak echèl nanomèt ki estab. rezistans nan katalis. Nan papye sa a, modifikasyon latè ra ak fonksyonalizasyon MA yo pral prezante pou amelyore pèfòmans katalitik, estabilite tèmik, kapasite depo oksijèn, sifas espesifik ak estrikti pò.
1 preparasyon MA
1.1 preparasyon pou konpayi asirans alumina
Metòd preparasyon transpò alumina detèmine distribisyon estrikti pò li yo, ak metòd preparasyon komen li yo enkli metòd dezidratasyon pseudo-boehmite (PB) ak metòd sol-gel. Pseudoboehmite (PB) te premye pwopoze pa Calvet, ak H + ankouraje peptization jwenn γ-AlOOH koloidal PB ki gen dlo interlayer, ki te kalsine ak dezidrate nan tanperati ki wo yo fòme alumina. Dapre diferan matyè premyè, li souvan divize an metòd presipitasyon, metòd karbonizasyon ak metòd idroliz alkòl aliminyòm. Solibilite koloidal nan PB afekte pa kristalinite, epi li se optimize ak ogmantasyon nan kristalinite, epi tou li afekte pa paramèt pwosesis opere.
PB anjeneral prepare pa metòd presipitasyon. Alkali ajoute nan solisyon aluminate oswa asid ajoute nan solisyon aluminate ak presipite pou jwenn alumina idrate (presipitasyon alkali), oswa asid ajoute nan presipitasyon aluminate pou jwenn monoidrat alumina, ki Lè sa a, lave, seche ak kalsine pou jwenn PB. Metòd presipitasyon fasil pou opere ak pri ki ba, ki souvan itilize nan pwodiksyon endistriyèl, men li enfliyanse pa anpil faktè (solisyon pH, konsantrasyon, tanperati, elatriye).Epi kondisyon sa a pou jwenn patikil ak pi bon dispersibility yo strik. Nan metòd la karbonizasyon, Al (OH) 3 se jwenn pa reyaksyon CO2 ak NaAlO2, ak PB ka jwenn apre aje. Metòd sa a gen avantaj ki genyen nan operasyon senp, bon jan kalite pwodwi segondè, pa gen okenn polisyon ak pri ki ba, epi li ka prepare alumina ak gwo aktivite katalitik, ekselan rezistans korozyon ak segondè sifas espesifik ak envestisman ki ba ak segondè retounen. Se metòd idwoliz alkoksid aliminyòm souvan itilize. pou prepare PB ki gen anpil pite. Se alkoksid aliminyòm idrolize pou fòme monoidrat oksid aliminyòm, ak Lè sa a, trete yo jwenn PB-wo pite, ki gen bon kristalinite, gwosè patikil inifòm, distribisyon gwosè pò konsantre ak entegrite segondè nan patikil esferik. Sepandan, pwosesis la se konplèks, epi li difisil a refè akòz itilizasyon sèten solvang toksik òganik.
Anplis de sa, sèl inòganik oswa konpoze òganik nan metal yo souvan itilize pou prepare précurseurs alumina pa metòd sol-jèl, ak dlo pi oswa solvang òganik yo ajoute pou prepare solisyon yo jenere Sol, ki se Lè sa a, gelled, seche ak griye. Koulye a, pwosesis preparasyon alumina toujou amelyore sou baz metòd dezidratasyon PB, ak metòd karbonizasyon te vin metòd prensipal la pou pwodiksyon alumina endistriyèl paske nan ekonomi li yo ak pwoteksyon anviwònman an.Alumina prepare pa metòd sol-jèl te atire anpil atansyon. paske nan distribisyon gwosè pò ki pi inifòm li yo, ki se yon metòd potansyèl, men li bezwen amelyore reyalize aplikasyon endistriyèl.
1.2 preparasyon MA
Alumina konvansyonèl pa ka satisfè kondisyon fonksyonèl yo, kidonk li nesesè pou prepare pèfòmans-wo MA. Metòd sentèz yo anjeneral gen ladan: metòd nano-casting ak mwazi kabòn kòm modèl difisil; Sentèz SDA: Pwosesis pwòp tèt ou-asanble evaporasyon (EISA) nan prezans modèl mou tankou SDA ak lòt surfactants kationik, anionik oswa nonionic.
1.2.1 Pwosesis EISA
Se modèl la mou yo itilize nan kondisyon asid, ki evite pwosesis la konplike ak tan konsome nan metòd manbràn difisil epi li ka reyalize modulasyon an kontinyèl nan Ouverture. Preparasyon MA pa EISA atire anpil atansyon paske li fasil disponib ak repwodibilite. Diferan estrikti mesoporous ka prepare. Gwosè pò MA ka ajiste pa chanje longè chèn idrofob surfactant oswa ajiste rapò molè nan katalis idroliz ak aliminyòm précurseur nan solisyon.Se poutèt sa, EISA, konnen tou kòm yon sèl-etap sentèz ak modifikasyon metòd sol-gel nan sifas segondè zòn MA ak lòd mesoporous alumina (OMA), te aplike nan divès kalite modèl mou, tankou P123, F127, trietanolamin (te), elatriye EISA ka ranplase pwosesis la ko-asanble nan précurseurs organoaluminium, tankou alkoksid aliminyòm ak modèl surfactant. , tipikman izopropoksid aliminyòm ak P123, pou bay materyèl mesoporous.Devlopman siksè nan pwosesis EISA mande pou ajisteman egzak nan idwoliz ak sinetik kondansasyon pou jwenn sol ki estab epi pèmèt devlopman nan mesophase ki te fòme pa micelèl surfactant nan sol.
Nan pwosesis EISA a, itilizasyon solvang ki pa akeuz (tankou etanòl) ak ajan konplèks òganik yo ka efektivman ralanti idroliz ak to kondansasyon nan précurseurs organoaliminyòm ak pwovoke pwòp tèt ou-asanble materyèl OMA, tankou Al(OR)3and. izopropoksid aliminyòm. Sepandan, nan solvang ki pa akeuz temèt, modèl surfactant anjeneral pèdi idrofilisite / idrofobisite yo. Anplis de sa, Akòz reta nan idroliz ak polikondansasyon, pwodwi entèmedyè a gen gwoup idrofob, ki fè li difisil pou kominike avèk modèl surfactant. Se sèlman lè konsantrasyon nan surfactant ak degre nan idroliz ak polikondansasyon nan aliminyòm yo piti piti ogmante nan pwosesis la nan evaporasyon sòlvan ka pwòp tèt ou-asanble nan modèl ak aliminyòm pran plas. Se poutèt sa, anpil paramèt ki afekte kondisyon evaporasyon solvang yo ak reyaksyon idroliz ak kondansasyon précurseurs, tankou tanperati, imidite relatif, katalis, pousantaj evaporasyon sòlvan, elatriye, pral afekte estrikti asanble final la. Jan yo montre nan fig. 1, materyèl OMA ak estabilite tèmik segondè ak pèfòmans katalitik segondè yo te sentèz pa solisyonothermal asistans evaporasyon pwovoke pwòp tèt ou-asanble (SA-EISA). Tretman solvothermal ankouraje idroliz konplè aliminyòm précurseurs pou fòme gwoup idwoksil aliminyòm ti-gwosè, ki te amelyore entèraksyon ant surfactants ak aliminyòm. Yo te fòme Egzagonal mesophase ki genyen de dimansyon nan pwosesis EISA ak kalsine nan 400 ℃ pou fòme materyèl OMA. Nan pwosesis tradisyonèl EISA, pwosesis evaporasyon an akonpaye pa idroliz precurseur organoaliminyòm, kidonk kondisyon evaporasyon yo gen yon enfliyans enpòtan sou reyaksyon an ak estrikti final la nan OMA. Etap nan tretman solvothermal fè pwomosyon idroliz konplè nan précurseur aliminyòm ak pwodui pasyèlman kondanse gwoup idroksil aliminyòm gwoup.OMA se fòme anba yon pakèt kondisyon evaporasyon. Konpare ak MA ki prepare pa metòd tradisyonèl EISA, OMA prepare pa metòd SA-EISA gen pi wo volim pò, pi bon zòn sifas espesifik ak pi bon estabilite tèmik. Nan lavni an, metòd EISA ka itilize pou prepare ultra-gwo Ouvèti MA ak to konvèsyon segondè ak selektivite ekselan san yo pa itilize ajan reaming.
Fig. 1 tablo koule nan metòd SA-EISA pou sentèz materyèl OMA
1.2.2 lòt pwosesis
Preparasyon MA konvansyonèl mande pou kontwòl egzak paramèt sentèz pou reyalize yon estrikti mesoporous klè, epi retire materyèl modèl yo tou difisil, ki konplike pwosesis sentèz la. Kounye a, anpil literati te rapòte sentèz MA ak modèl diferan. Nan dènye ane yo, rechèch la sitou konsantre sou sentèz MA ak glikoz, sikwoz ak lanmidon kòm modèl pa izopropoksid aliminyòm nan solisyon akeuz. Pifò nan materyèl sa yo MA yo sentèz soti nan nitrat aliminyòm, silfat ak alkoksid kòm sous aliminyòm. MA CTAB tou ka jwenn pa modifikasyon dirèk nan PB kòm sous aliminyòm. MA ak pwopriyete diferan estriktirèl, sa vle di Al2O3)-1, Al2O3)-2 ak al2o3And gen bon estabilite tèmik. Anplis de sa nan surfactant pa chanje estrikti nan kristal nannan nan PB, men chanje mòd nan anpile nan patikil. Anplis de sa, fòmasyon nan Al2O3-3 fòme pa adezyon nan nanopartikul estabilize pa PEG sòlvan òganik oswa agrégasyon alantou PEG. Sepandan, distribisyon gwosè pò nan Al2O3-1 trè etwat. Anplis de sa, katalis Paladyòm ki baze sou yo te prepare ak MA sentetik kòm konpayi asirans.Nan reyaksyon ki degaje konbisyon metàn, katalis la ki te sipòte pa Al2O3-3 te montre bon pèfòmans katalitik.
Pou la pwemye fwa, MA ak distribisyon gwosè pò relativman etwat te prepare lè l sèvi avèk bon mache ak aliminyòm ki rich aliminyòm salop nwa ABD. Pwosesis pwodiksyon an gen ladan pwosesis ekstraksyon nan tanperati ki ba ak presyon nòmal. Patikil solid ki rete nan pwosesis ekstraksyon an pa pral polye anviwònman an, epi yo ka anpile ak risk ki ba oswa reyitilize kòm filler oswa total nan aplikasyon konkrè. Sifas espesifik MA sentetize a se 123 ~ 162m2 / g, distribisyon gwosè pò a se etwat, reyon pik la se 5.3nm, ak porosite a se 0.37 cm3 / g. Materyèl la se nano-gwosè ak gwosè a kristal se sou 11nm. Sentèz eta solid se yon nouvo pwosesis pou sentèz MA, ki ka itilize pou pwodwi absòbe radyochimik pou itilizasyon klinik. Klori aliminyòm, kabonat amonyòm ak glikoz matyè premyè yo melanje nan yon rapò molè nan 1: 1.5: 1.5, ak MA se sentèz pa yon nouvo reyaksyon mekanochimik solid-eta. By concentring131I nan ekipman batri tèmik, sede total de 131I apre konsantrasyon se 90. %, ak solisyon an jwenn131I[NaI] gen yon gwo konsantrasyon radyo-aktif (1.7TBq/mL), kidonk reyalize itilizasyon gwo dose131I[NaI] kapsil pou tretman kansè tiwoyid.
Pou rezime, nan tan kap vini an, ti modèl molekilè ka devlope tou pou konstwi estrikti milti-nivo òdone pò, efektivman ajiste estrikti, mòfoloji ak pwopriyete chimik sifas materyèl yo, epi jenere gwo sifas ak òdone wormhole MA. Eksplore modèl bon mache ak sous aliminyòm, optimize pwosesis sentèz la, klarifye mekanis sentèz la epi gide pwosesis la.
Metòd modifikasyon nan 2 MA
Metòd yo nan distribye inifòm eleman aktif sou konpayi asirans MA gen ladan fekondasyon, in-situ sentèz-sis, presipitasyon, echanj iyon, melanje mekanik ak k ap fonn, nan mitan ki de premye yo se pi souvan itilize yo.
2.1 metòd sentèz in-situ
Gwoup yo itilize nan modifikasyon fonksyonèl yo ajoute nan pwosesis pou prepare MA pou modifye ak estabilize estrikti kilè eskèlèt nan materyèl la ak amelyore pèfòmans katalitik la. Pwosesis la montre nan Figi 2. Liu et al. sentèz Ni/Mo-Al2O3in situ ak P123 kòm modèl. Tou de Ni ak Mo yo te dispèse nan lòd MA chanèl, san yo pa detwi estrikti nan mesoporous nan MA, ak pèfòmans nan katalitik te evidamman amelyore. Adopte yon metòd kwasans in-situ sou yon gama-al2o3substrate sentèz, Konpare ak γ-Al2O3, MnO2-Al2O3 gen pi gwo sifas espesifik BET ak volim pò, e li gen yon estrikti mesoporous bimodal ak distribisyon gwosè pò etwat. MnO2-Al2O3has vitès adsorption rapid ak efikasite segondè pou F-, e li gen yon ranje aplikasyon pH lajè (pH = 4 ~ 10), ki apwopriye pou kondisyon pratik aplikasyon endistriyèl. Pèfòmans nan resiklaj nan MnO2-Al2O3is pi bon pase sa yo ki nan γ-Al2O.Structural estabilite bezwen plis optimize. Pou rezime, materyèl MA modifye yo te jwenn nan sentèz nan plas gen bon lòd estriktirèl, entèraksyon fò ant gwoup ak transpòtè alumina, konbinezon sere, gwo chaj materyèl, epi yo pa fasil lakòz koule nan eleman aktif nan pwosesis la reyaksyon katalitik. , ak pèfòmans katalitik la siyifikativman amelyore.
Fig. 2 Preparasyon MA fonksyonalize pa sentèz in-situ
2.2 metòd fekondasyon
Plonje MA a prepare nan gwoup la modifye, epi jwenn materyèl la MA modifye apre tretman, konsa tankou reyalize efè yo nan kataliz, adsorption ak renmen an. Cai et al. prepare MA soti nan P123 pa metòd sol-jèl, ak tranpe li nan solisyon etanòl ak tetraethylenepentamine pou jwenn materyèl MA modifye amine ak pèfòmans adsorption fò. Anplis de sa, Belkacemi et al. tranpe nan ZnCl2solution pa menm pwosesis la jwenn lòd zenk dope modifye MA materyèl. Sifas espesifik zòn nan ak volim pò yo se 394m2 / g ak 0.55 cm3 / g, respektivman. Konpare ak metòd sentèz in-situ, metòd fekondasyon an gen pi bon dispèsyon eleman, estrikti mesoporous ki estab ak bon pèfòmans adsorption, men fòs entèraksyon ant eleman aktif ak konpayi asirans alumina se fèb, ak aktivite katalitik la fasil entèfere pa faktè ekstèn.
3 pwogrè fonksyonèl
Sentèz latè ra MA ak pwopriyete espesyal se tandans devlopman nan tan kap vini an. Kounye a, gen anpil metòd sentèz. Paramèt pwosesis yo afekte pèfòmans MA. Sifas espesifik, volim pò ak dyamèt pò MA ka ajiste pa kalite modèl ak konpozisyon aliminyòm précurseur. Tanperati kalsinasyon an ak konsantrasyon modèl polymère afekte zòn sifas espesifik ak volim pò MA. Suzuki ak Yamauchi te jwenn ke tanperati kalsinasyon an te ogmante soti nan 500 ℃ a 900 ℃. Ouvèti a ka ogmante epi yo ka redwi sifas la. Anplis de sa, tretman an modifikasyon latè ra amelyore aktivite a, estabilite tèmik sifas, estabilite estriktirèl ak asidite sifas nan materyèl MA nan pwosesis la katalitik, ak satisfè devlopman nan fonksyonalizasyon MA.
3.1 Adsorban Defluorasyon
Fliyò a nan dlo pou bwè nan Lachin se seryezman danjere. Anplis de sa, ogmantasyon nan kontni fliyò nan solisyon endistriyèl zenk silfat ap mennen nan korozyon nan plak elektwòd, deteryorasyon nan anviwònman k ap travay, n bès nan bon jan kalite a nan zenk elektrik ak diminisyon nan kantite dlo resikle nan sistèm nan fè asid. ak pwosesis elektwoliz nan gwo founo dife kabann likidize gaz lafimen. Kounye a, metòd adsorption se pi attrayant nan mitan metòd komen nan defluorination mouye.Sepandan, gen kèk enpèfeksyon, tankou kapasite adsorption pòv, etwat ranje pH disponib, polisyon segondè ak sou sa. Aktive kabòn, amorphe alumina, aktive alumina ak lòt adsorban yo te itilize pou defluorination nan dlo, men pri a nan adsorban se wo, ak kapasite nan adsorption nan F-nan solisyon net oswa konsantrasyon segondè se ba. Alumina aktive te vin pi lajman etidye adsorbent pou retire fliyò paske nan gwo afinite li yo ak selektivite nan fliyò nan valè pH net, men li limite pa kapasite nan adsorption pòv fliyò, epi sèlman nan pH <6 li ka gen bon pèfòmans adsorption fliyò.MA te atire atansyon lajè. nan kontwòl polisyon nan anviwònman an paske nan gwo sifas espesifik li yo, efè inik gwosè pò, pèfòmans asid-baz, estabilite tèmik ak mekanik. Kundu et al. prepare MA ak yon kapasite maksimòm adsorption fliyò nan 62.5 mg / g. Kapasite adsorption fliyò MA a anpil enfliyanse pa karakteristik estriktirèl li yo, tankou zòn espesifik sifas, gwoup fonksyonèl sifas, gwosè pò ak gwosè pò total. Ajisteman nan estrikti ak pèfòmans nan MA se yon fason enpòtan amelyore pèfòmans adsorption li yo.
Akòz asid la difisil nan La ak debaz la difisil nan fliyò, gen yon afinite fò ant La ak iyon fliyò. Nan dènye ane yo, kèk etid yo te jwenn ke La kòm yon modifye ka amelyore kapasite adsorption fliyò. Sepandan, akòz estabilite estriktirèl ki ba nan adsorbans latè ra, plis latè ra yo leche nan solisyon an, sa ki lakòz polisyon dlo segondè ak domaj nan sante moun. Nan lòt men an, gwo konsantrasyon nan aliminyòm nan anviwònman dlo se youn nan pwazon yo nan sante moun. Se poutèt sa, li nesesè pou prepare yon kalite adsorban konpoze ak bon estabilite epi pa gen okenn lesivaj oswa mwens lesivaj nan lòt eleman nan pwosesis la retire fliyò. MA modifye pa La ak Ce te prepare pa metòd fekondasyon (La/MA ak Ce/MA). oksid latè ra yo te chaje avèk siksè sou sifas MA la pou premye fwa, ki te gen pi wo pèfòmans defluorasyon.Mekanis prensipal yo nan retire fliyò yo se adsorption elektwostatik ak adsorption chimik, atraksyon elèktron nan chaj pozitif sifas ak reyaksyon echanj ligand konbine ak idroksil sifas la, la. gwoup fonksyonèl hydroxyl sou sifas adsorban an jenere kosyon idwojèn ak F-, modifikasyon La ak Ce amelyore kapasite adsorption fliyò, La/MA gen plis sit adsorption hydroxyl, ak kapasite adsorption F se nan lòd La/MA. >Ce/MA>MA. Avèk ogmantasyon nan konsantrasyon inisyal, kapasite adsorption fliyò ogmante. Efè adsorption a pi bon lè pH se 5 ~ 9, ak pwosesis adsorption fliyò a akò ak modèl adsorption izotèmal Langmuir. Anplis de sa, enpurte yo nan iyon silfat nan alumina kapab tou siyifikativman afekte bon jan kalite a nan echantiyon. Malgre ke rechèch la ki gen rapò sou latè ra modifye alumina te pote soti, pi fò nan rechèch la konsantre sou pwosesis la nan adsorban, ki se difisil yo dwe itilize endistriyèl.Nan tan kap vini an, nou ka etidye mekanis nan disosyasyon nan konplèks fliyò nan solisyon silfat zenk. ak karakteristik migrasyon yo nan iyon fliyò, jwenn efikas, pri ki ba ak renouvlab adsorban fliyò ion pou defluorasyon nan solisyon silfat zenk nan sistèm zenk idrometallurgi, epi etabli yon modèl kontwòl pwosesis pou trete solisyon fliyò segondè ki baze sou latè ra MA nano adsorban.
3.2 katalis
3.2.1 Sèk refòm nan metàn
Latè ra ka ajiste asidite (bazisite) nan materyèl pore, ogmante pòs oksijèn, ak sentèz katalis ak dispèsyon inifòm, echèl nanomèt ak estabilite. Li souvan itilize pou sipòte metal nòb ak metal tranzisyon pou katalize metanasyon CO2. Kounye a, latè ra modifye materyèl mesoporous yo ap devlope nan direksyon pou refòm sèk metàn (MDR), degradasyon fotokatalitik nan VOC ak pirifikasyon gaz ke. Konpare ak metal nòb (tankou Pd, Ru, Rh, elatriye) ak lòt metal tranzisyon (tankou Co, Fe, elatriye), Ni/Al2O3catalyst lajman itilize pou aktivite katalitik pi wo li yo ak selektivite, estabilite segondè ak pri ki ba pou metàn. Sepandan, SINTERING ak depo kabòn nan nanopartikul Ni sou sifas Ni / Al2O3 mennen nan dezaktivasyon rapid katalis la. Se poutèt sa, li nesesè ajoute akseleratè, modifye konpayi asirans katalis ak amelyore wout preparasyon pou amelyore aktivite katalitik, estabilite ak rezistans boule. An jeneral, oksid latè ra yo ka itilize kòm pwomotè estriktirèl ak elektwonik nan katalis eterojèn, ak CeO2improves dispèsyon nan Ni ak chanje pwopriyete yo nan metalik Ni atravè entèraksyon sipò metal fò.
MA se lajman ki itilize amelyore dispèsyon metal yo, epi bay kontrent pou metal aktif yo anpeche aglomerasyon yo. La2O3with gwo kapasite depo oksijèn amelyore rezistans kabòn nan pwosesis konvèsyon, ak La2O3promotes dispèsyon Co sou alumina mesoporous, ki gen gwo aktivite refòm ak rezistans. La2O3promoter la ogmante aktivite MDR nan Co/MA katalis, ak Co3O4and CoAl2O4phases yo fòme sou sifas la katalis.Sepandan, La2O3 a trè dispèse ti grenn nan 8nm ~ 10nm. Nan pwosesis MDR a, entèraksyon an plas ant La2O3 ak CO2formed La2O2CO3mesophase, ki pwovoke eliminasyon efikas CxHy sou sifas katalis la. La2O3promotes rediksyon idwojèn nan bay pi wo dansite elèktron ak amelyore pòs vid oksijèn nan 10% Co/MA. Anplis de sa nan La2O3 redui enèji aktivasyon aparan nan konsomasyon CH4. Se poutèt sa, pousantaj konvèsyon CH4 ogmante a 93.7% nan 1073K K. Anplis de sa nan La2O3 amelyore aktivite katalitik la, ankouraje rediksyon H2, ogmante kantite sit aktif Co0, pwodui mwens kabòn depoze ak ogmante pòs vid la oksijèn a 73.3%.
Ce ak Pr te sipòte sou Ni/Al2O3catalyst pa metòd fekondasyon volim egal nan Li Xiaofeng. Apre yo fin ajoute Ce ak Pr, selektivite nan H2 ogmante ak selektivite nan CO diminye. MDR modifye pa Pr te gen ekselan kapasite katalitik, ak selektivite nan H2increased soti nan 64.5% a 75.6%, pandan y ap selektivite nan CO diminye soti nan 31.4% Peng Shujing et al. itilize metòd sol-jèl, Ce-modifye MA te prepare ak izopropoksid aliminyòm, sòlvan izopropanol ak nitrat seryòm hexahydrate. Sifas espesifik pwodwi a te yon ti kras ogmante. Anplis de sa nan Ce redwi agrégation nan baton ki tankou nanopartikul sou sifas MA. Gen kèk gwoup idroksil sou sifas γ- Al2O3 te fondamantalman kouvri pa konpoze Ce. Estabilite tèmik MA te amelyore, epi pa gen okenn transfòmasyon faz kristal ki te fèt apre kalsinasyon nan 1000 ℃ pou 10 èdtan.Wang Baowei et al. prepare MA materyèl CeO2-Al2O4by coprecipitation metòd. CeO2with ti grenn kib te gaye inifòm nan alumina. Apre sipòte Co ak Mo sou CeO2-Al2O4, entèraksyon ki genyen ant alumina ak eleman aktif Co ak Mo te efektivman anpeche pa CEO2.
Pwomotè latè ra yo (La, Ce, y ak Sm) yo Konbine ak Co/MA katalis pou MDR, epi yo montre pwosesis la nan fig. 3. pwomotè latè ra yo ka amelyore dispèsyon nan Ko sou konpayi asirans MA ak anpeche aglomerasyon nan patikil ko. pi piti gwosè a patikil, pi fò entèraksyon an Co-MA, pi fò nan katalitik ak sintering kapasite nan YCo/MA katalis, ak efè yo pozitif nan pwomotè plizyè sou aktivite MDR ak depo kabòn.Fig. 4 se yon HRTEM iMAge apre tretman MDR nan 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 pou 8 èdtan. Patikil Co egziste nan fòm lan nan tach nwa, pandan y ap transpòtè MA egziste nan fòm lan nan gri, ki depann sou diferans lan nan dansite elèktron. nan HRTEM imaj ak 10% Co/MA (figi. 4b), se aglomerasyon an nan patikil metal Co obsève sou ma carriersThe adisyon nan pwomotè latè ra diminye patikil Co a 11.0nm ~ 12.5nm. YCo/MA gen gwo entèraksyon Co-MA, ak pèfòmans SINTERING li yo pi bon pase lòt katalis. nplis de sa, jan yo montre nan fig frans. 4b a 4f, kre nanofil kabòn (CNF) yo pwodui sou katalis yo, ki kenbe an kontak ak koule gaz epi anpeche katalis la dezaktivasyon.
Fig. 3 Efè adisyon latè ra sou pwopriyete fizik ak chimik ak pèfòmans katalitik MDR nan katalis Co/MA
3.2.2 Dezoksidasyon katalis
Fe2O3/Meso-CeAl, yon katalis dezoksidasyon Fe ki baze sou Ce-doped, te prepare pa dehydrogenation oksidatif nan 1-butèn ak CO2 kòm oksidan mou, epi yo te itilize nan sentèz la nan 1,3-butadien (BD). Ce te trè gaye nan matris alumina, ak Fe2O3 / meso te trè dispèseFe2O3 / Meso-CeAl-100 katalis pa sèlman gen espès fè trè dispèse ak bon pwopriyete estriktirèl, men tou, gen bon kapasite depo oksijèn, kidonk li gen bon adsorption ak deklanchman kapasite. nan CO2. Jan yo montre nan Figi 5, TEM imaj yo montre ke Fe2O3 / Meso-CeAl-100 se regilye. Li montre ke estrikti nan chanèl ki tankou vè k'ap manje kadav MesoCeAl-100 se ki lach ak pore, ki se benefisye nan dispèsyon nan engredyan aktif, pandan y ap trè dispèse Ce. se dope avèk siksè nan matris alumina. Materyèl la metal nòb katalis kouch ki satisfè estanda emisyon ultra-ba nan machin motè yo te devlope estrikti pò, bon estabilite idrothermal ak gwo kapasite depo oksijèn.
3.2.3 Catalyseur pou machin yo
Pd-Rh sipòte kwatènè aliminyòm ki baze sou konplèks latè ra AlCeZrTiOx ak AlLaZrTiOx pou jwenn materyèl kouch katalis otomobil. Mesoporous aliminyòm ki baze sou latè ra konplèks Pd-Rh / ALC ka itilize avèk siksè kòm yon katalis pou pirifye machin CNG echapman ak bon rezistans, ak efikasite konvèsyon nan CH4, eleman prensipal la nan gaz echapman machin CNG, se kòm yon wo 97.8%. Adopte yon metòd hydrotherMAl yon sèl etap pou prepare materyèl konpoze ki ra latè pou reyalize pwòp tèt ou-asanble, te kòmande précurseurs mesoporous ak eta metastab ak agrégation segondè yo te sentèz, ak sentèz la nan RE-Al konfòme yo ak modèl la nan "inite kwasans konpoze" , konsa reyalize pirifikasyon nan machin tiyo echapman pòs-monte twa-fason konvètisè katalitik.
Fig. 4 HRTEM imaj ma (a), Co/MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) ak SmCo/MA(f)
Fig. 5 Imaj TEM (A) ak dyagram eleman EDS (b,c) Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 pèfòmans lumineux
Elektwon nan eleman latè ra yo fasil eksite pou tranzisyon ant diferan nivo enèji ak emèt limyè. Iyon latè ra yo souvan itilize kòm activateur pou prepare materyèl luminesan. Iyon latè ra yo ka chaje sou sifas mikrosfè kre fosfat aliminyòm pa metòd coprecipitation ak metòd echanj ion, ak materyèl luminesan AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) ka prepare. Longèdonn luminesan an se nan rejyon iltravyolèt tou pre.MA se te fè nan fim mens akòz inèsi li yo, konstan dyelèktrik ki ba ak konduktiviti ki ba, ki fè li aplikab a aparèy elektrik ak optik, fim mens, baryè, detèktè, elatriye Li kapab tou. dwe itilize pou deteksyon repons yon dimansyon kristal fotonik, jenerasyon enèji ak kouch anti-refleksyon. Aparèy sa yo se fim anpile ak longè chemen definitif optik, kidonk li nesesè pou kontwole endèks refraktif ak epesè. Kounye a, diyoksid Titàn ak oksid zirkonyòm ki gen gwo endèks refraktif ak diyoksid Silisyòm ak endèks refraktif ki ba yo souvan itilize pou konsepsyon ak bati aparèy sa yo. . Ranje a disponiblite nan materyèl ki gen diferan pwopriyete chimik sifas yo elaji, ki fè li posib yo konsepsyon detèktè foton avanse. Entwodiksyon de fim MA ak oxyhydroxide nan desen an nan aparèy optik montre gwo potansyèl paske endèks la refraktif se menm jan ak sa yo ki nan diyoksid Silisyòm.Men, pwopriyete chimik yo diferan.
3.4 estabilite tèmik
Avèk ogmantasyon nan tanperati a, SINTERING seryezman afekte efè itilizasyon MA katalis, ak sifas espesifik la diminye ak γ-Al2O3in faz cristalline transfòme nan faz δ ak θ χ. Materyèl latè ra yo gen bon estabilite chimik ak estabilite tèmik, gwo adaptabilite, ak matyè premyè ki fasil disponib ak bon mache. Anplis de sa nan eleman latè ra ka amelyore estabilite nan tèmik, rezistans oksidasyon tanperati ki wo ak pwopriyete mekanik nan konpayi asirans lan, ak ajiste asidite sifas la nan konpayi asirans lan.La ak Ce yo se eleman ki pi souvan itilize ak etidye modifikasyon. Lu Weiguang ak lòt moun te jwenn ke adisyon a nan eleman latè ra efektivman anpeche difizyon an esansyèl nan patikil alumina, La ak Ce pwoteje gwoup yo idroksil sou sifas alumina, inibit SINTERING ak transfòmasyon faz, ak redwi domaj nan tanperati ki wo nan estrikti mesoporous. . Alumina a prepare toujou gen gwo zòn sifas espesifik ak volim pò.Sepandan, twòp oswa twò piti eleman latè ra ap diminye estabilite nan tèmik nan alumina. Li Yanqiu et al. te ajoute 5% La2O3to γ-Al2O3, ki te amelyore estabilite tèmik la ak ogmante volim pò a ak zòn sifas espesifik nan konpayi asirans alumina. Kòm ka wè nan Figi 6, La2O3 te ajoute nan γ-Al2O3, Amelyore estabilite nan tèmik nan konpayi asirans latè ra konpoze.
Nan pwosesis la nan dopaj nano-fibre patikil ak La nan MA, zòn nan sifas BET ak volim pò nan MA-La yo pi wo pase sa yo ki nan MA lè tanperati a tretman chalè ogmante, ak dopaj ak La gen efè evidan reta sou sintering nan segondè. tanperati. jan yo montre nan fig. 7, ak ogmantasyon nan tanperati, La inibit reyaksyon kwasans grenn ak transfòmasyon faz, pandan y ap fig frans. 7a ak 7c montre akimilasyon nan patikil nano-fib. nan fig. 7b, dyamèt gwo patikil ki te pwodwi pa kalsinasyon nan 1200 ℃ se sou 100nm.Li make siyifikatif SINTERING MA. Anplis de sa, konpare ak MA-1200, MA-La-1200 pa total apre tretman chalè. Avèk adisyon a nan La, patikil nano-fib gen pi bon kapasite SINTERING. menm nan pi wo tanperati calcination, doped La toujou trè dispèse sou sifas MA. La modifye MA ka itilize kòm konpayi asirans Pd katalis nan C3H8oxidation reyaksyon.
Fig. 6 Modèl estrikti alumina sintering ak ak san eleman latè ra
Fig. 7 TEM imaj MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) ak MA-La-1200 (d)
4 Konklizyon
Pwogrè nan preparasyon ak aplikasyon fonksyonèl nan materyèl ra latè modifye MA prezante. Latè ra modifye MA lajman itilize. Malgre ke yo te fè anpil rechèch nan aplikasyon katalitik, estabilite tèmik ak adsorption, anpil materyèl gen gwo pri, ba kantite lajan dopan, lòd pòv epi yo difisil pou endistriyalize. Travay sa yo bezwen fè nan lavni an: optimize konpozisyon an ak estrikti nan latè ra modifye MA, chwazi pwosesis ki apwopriye a,Rankontre devlopman fonksyonèl la; Etabli yon modèl kontwòl pwosesis ki baze sou pwosesis fonksyonèl pou diminye depans ak reyalize pwodiksyon endistriyèl; Yo nan lòd yo maksimize avantaj ki genyen nan resous latè ra Lachin nan, nou ta dwe eksplore mekanis nan modifikasyon MA latè ra, amelyore teyori a ak pwosesis pou prepare latè ra modifye MA.
Pwojè Fon: Shaanxi Syans ak Teknoloji An jeneral Pwojè Inovasyon (2011KTDZ01-04-01); Pwovens Shaanxi 2019 Espesyal Pwojè Rechèch Syantifik (19JK0490); 2020 pwojè espesyal rechèch syantifik Huaqing College, Xi 'an University of Architecture and Technology (20KY02)
Sous: Rare Earth
Tan poste: Jun-15-2021