Tra gli ossidi non siliceo, l'allumina ha buone proprietà meccaniche, resistenza alla temperatura e resistenza alla corrosione, mentre l'allumina mesoporosa (MA) ha dimensioni regolabili dei pori, ampia superficie specifica, grande volume dei pori e basso costo di produzione, ampiamente utilizzato nella catalisi controllata, adsorbimento e altri campi, come cracking, idracking e idracking. L'allumina è comunemente usata nell'industria, ma influenzerà direttamente l'attività di allumina, la vita di servizio e la selettività del catalizzatore. Ad esempio, nel processo di purificazione dello scarico automobilistico, gli inquinanti depositati dagli additivi dell'olio motore formeranno la coca cola, che porteranno al blocco dei pori di catalizzatore, riducendo così l'attività del catalizzatore. Il tensioattivo può essere utilizzato per regolare la struttura del vettore di allumina per formare MA.Irrova le sue prestazioni catalitiche.
MA ha un effetto di vincolo e i metalli attivi sono disattivati dopo calcinazione ad alta temperatura. Inoltre, dopo la calcinazione ad alta temperatura, la struttura mesoporosa collassa, lo scheletro MA è in stato amorfo e l'acidità superficiale non può soddisfare i suoi requisiti nel campo della funzionalizzazione. Il trattamento di modifica è spesso necessario per migliorare l'attività catalitica, la stabilità della struttura mesoporosa, la stabilità termica superficiale e l'acidità superficiale dei materiali MA. I gruppi di modifica dei common comprendono eteroatomi metallici (Fe, CO, NI, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, ecc. Ecc. nello scheletro.
La speciale configurazione di elettroni di elementi della terra rara fa sì che i suoi composti abbiano proprietà ottiche, elettriche e magnetiche speciali e viene utilizzata in materiali catalitici, materiali fotoelettrici, materiali di adsorbimento e materiali magnetici. I materiali mesoporosi modificati in terre rare possono regolare la proprietà di acido (alcali), aumentare la vacanza di ossigeno e sintetizzare il catalizzatore di nanocristallini metallici con dispersione uniforme e scala di nanometri stabili. Materiali porosi appropriati e terre rare possono migliorare la dispersione superficiale dei nanocrie metallici e la stabilità e la resistenza alla deposizione di carbonio dei catalizzatori. In questo documento, la modifica delle terre rare e la funzionalizzazione di MA saranno introdotte per migliorare le prestazioni catalitiche, la stabilità termica, la capacità di accumulo di ossigeno, la superficie specifica e la struttura dei pori.
1 preparazione MA
1.1 Preparazione del vettore di allumina
Il metodo di preparazione del vettore di allumina determina la sua distribuzione della struttura dei pori e i suoi metodi di preparazione comuni includono il metodo di disidratazione pseudo-boehmite (PB) e il metodo SOL-gel. Pseudoboehmite (PB) è stato proposto per la prima volta da Calvet e H+ha promosso la peptizzazione per ottenere Pb colloidale γ-Alooh contenente acqua interstricatore, che è stata calcinata e disidratata ad alta temperatura per formare l'allumina. Secondo diverse materie prime, è spesso diviso in metodo di precipitazione, metodo di carbonizzazione e metodo di idrolisi alcoluminum. La solubilità colloidale di Pb è influenzata dalla cristallinità ed è ottimizzata con l'aumento della cristallinità ed è anche influenzata dai parametri di processo operativi.
Pb viene solitamente preparato con metodo di precipitazione. Gli alcali vengono aggiunti in soluzione di alluminato o l'acido viene aggiunto in soluzione di alluminata e precipitato per ottenere allumina idratata (precipitazione alcalino) o l'acido viene aggiunto in precipitazione di alluminate per ottenere allumina monoidrata, che viene quindi lavata, essiccata e calconata per ottenere Pb. Il metodo di precipitazione è facile da usare e a basso costo, che viene spesso utilizzato nella produzione industriale, ma è influenzato da molti fattori (pH della soluzione, concentrazione, temperatura, ecc.). E quella condizione per ottenere particelle con una migliore dispersibilità sono rigorose. Nel metodo di carbonizzazione, AL (OH) 3 è ottenuto dalla reazione di CO2 e Naalo2 e Pb possono essere ottenuti dopo l'invecchiamento. Questo metodo presenta i vantaggi di un funzionamento semplice, alta qualità del prodotto, nessun inquinamento e basso costo e può preparare l'allumina con un'elevata attività catalitica, un'eccellente resistenza alla corrosione e un'elevata superficie specifica con basso investimento e un alto rendimento. Il metodo di idrolisi alcossido di alluminio viene spesso utilizzato per preparare Pb ad alta purezza. L'alchossido di alluminio viene idrolizzato per formare ossido di alluminio monoidrato e quindi trattato per ottenere Pb ad alta purezza, che ha una buona cristallinità, dimensioni delle particelle uniformi, distribuzione delle dimensioni dei pori concentrate e elevata integrità delle particelle sferiche. Tuttavia, il processo è complesso ed è difficile recuperare a causa dell'uso di certi solventi organici tossici.
Inoltre, i sali inorganici o i composti organici di metalli sono comunemente usati per preparare i precursori di allumina con il metodo sol-gel e vengono aggiunti acqua pura o solventi organici per preparare soluzioni per generare SOL, che viene quindi gelificato, essiccato e arrostito. Al momento, il processo di preparazione dell'allumina è ancora migliorato sulla base del metodo di disidratazione PB e il metodo di carbonizzazione è diventato il metodo principale per la produzione di allumina industriale a causa della sua economia e protezione ambientale. L'alumina preparata con il metodo sol-gel ha attirato molta attenzione a causa della sua distribuzione più uniforme delle dimensioni dei pori, che è un potenziale metodo, ma deve essere migliorato per realizzare l'applicazione industriale.
1,2 preparazione MA
L'allumina convenzionale non può soddisfare i requisiti funzionali, quindi è necessario preparare MA ad alte prestazioni. I metodi di sintesi di solito includono: metodo nano-cast con muffa di carbonio come modello duro; Sintesi di SDA: processo di autoassemblaggio indotto dall'evaporazione (EISA) in presenza di modelli morbidi come SDA e altri tensioattivi cationici, anionici o non ionici.
1.2.1 Processo EISA
Il modello morbido viene utilizzato in condizioni acide, che evita il processo complicato e che richiede tempo di metodo a membrana dura e può realizzare la modulazione continua dell'apertura. La preparazione di MA da parte di EISA ha attirato molta attenzione a causa della sua facile disponibilità e riproducibilità. Possono essere preparate diverse strutture mesoporose. La dimensione dei pori di MA può essere regolata modificando la lunghezza della catena idrofobica del tensioattivo o regolando il rapporto molare del catalizzatore di idrolisi e precursore dell'alluminio in soluzione. Pertanto, EISA, noto anche come sintesi a un passo, come P123, il metodo Sol-gel di modifica F123, area di superficie ad alta superficie MA e alumina mesopolare ordinata (OMA), è stato applicato a vari modelli di soft, F123, F123, metodo Sol-gel ad alta superficie MA e una superficie ordinata (OMA), è stato applicato a vari modelli di morbido, come P123, F123 Metodo Sol-Gel di superficie F127. Trietanolamina (tè), ecc. L'EISA può sostituire il processo di co-assomiglia dei precursori organoalumini, come alcossidi di alluminio e modelli di tensioattivo, in genere l'isopropossido di alluminio e la permanenza di Sviluppo di Sviluppo di Sviluppo di Sviluppo di Sviluppo di Sviluppo di Sviluppo di MEPHAPHE, per la fornitura di Sviluppo di Mesopor. Formata da micelle di tensioattivo in sol.
Nel processo EISA, l'uso di solventi non acquosi (come l'etanolo) e gli agenti di complessing organico possono effettivamente rallentare l'idrolisi e il tasso di condensazione dei precursori organoalumini e indurre l'autoassemblaggio di materiali OMA, come al (o) 3 e isopropossido di alluminio. Tuttavia, nei solventi volatili non acquosi, i modelli di tensioattivo di solito perdono l'idrofilia/idrofobicità. Inoltre, a causa del ritardo dell'idrolisi e della policondensazione, il prodotto intermedio ha un gruppo idrofobico, che rende difficile interagire con il modello di tensioattivo. Solo quando la concentrazione di tensioattivo e il grado di idrolisi e policondensazione dell'alluminio sono gradualmente aumentati nel processo di evaporazione del solvente possono avvenire l'autoassemblaggio del modello e dell'alluminio. Pertanto, molti parametri che influenzano le condizioni di evaporazione dei solventi e la reazione di idrolisi e condensazione di precursori, come temperatura, umidità relativa, catalizzatore, tasso di evaporazione del solvente, ecc., Influenzeranno la struttura del montaggio finale. Come mostrato in Fig. 1, i materiali OMA con elevata stabilità termica e elevate prestazioni catalitiche sono stati sintetizzati dall'autoassemblaggio indotto dall'evaporazione assistita da solvoterma (SA-EISA). Il trattamento con solvotermico ha promosso la completa idrolisi dei precursori di alluminio per formare gruppi idrossilici in alluminio di cluster di piccole dimensioni, che hanno migliorato l'interazione tra tensioattivi e alluminio. La mesofasi esagonale-two-dimensionale è stata formata nel processo di EISA e calcolata a 400 ℃ per formare materiale OM. Nel tradizionale processo EISA, il processo di evaporazione è accompagnato dall'idrolisi del precursore organoalumino, quindi le condizioni di evaporazione hanno un'influenza importante sulla reazione e sulla struttura finale di OMA. La fase di trattamento solvotermica promuove la completa idrolisi del precursore di alluminio e produce gruppi idrossilici in alluminio cluster parzialmente condensato. La forma è formata in una vasta gamma di condizioni di evaporazione. Rispetto al MA preparato con il metodo tradizionale EISA, l'OMA preparato con il metodo SA-EISA ha un volume dei pori più elevato, una superficie specifica migliore e una migliore stabilità termica. In futuro, il metodo EISA può essere utilizzato per preparare MA ad apertura ultra-larga con un alto tasso di conversione e un'eccellente selettività senza utilizzare l'agente a difficoltà.
Fig. 1 diagramma di flusso del metodo SA-EISA per sintetizzare i materiali OMA
1.2.2 Altri processi
La preparazione MA convenzionale richiede un controllo preciso dei parametri di sintesi per ottenere una chiara struttura mesoporosa e anche la rimozione di materiali del modello è impegnativa, il che complica il processo di sintesi. Al momento, molte letterature hanno riportato la sintesi di MA con diversi modelli. Negli ultimi anni, la ricerca si è concentrata principalmente sulla sintesi di MA con glucosio, saccarosio e amido come modelli mediante isopropossido di alluminio in soluzione acquosa. La maggior parte di questi materiali MA è sintetizzata da nitrato di alluminio, solfato e alcossido come fonti di alluminio. Ma ctab è anche ottenuto mediante modifica diretta di Pb come sorgente di alluminio. MA con diverse proprietà strutturali, cioè Al2O3) -1, Al2O3) -2 e Al2O3 e hanno una buona stabilità termica. L'aggiunta di tensioattivo non cambia la struttura cristallina intrinseca di Pb, ma cambia la modalità di impilamento delle particelle. Inoltre, la formazione di AL2O3-3 è formata dall'adesione delle nanoparticelle stabilizzate da PEG o aggregazione organico attorno a PEG. Tuttavia, la distribuzione delle dimensioni dei pori di AL2O3-1 è molto stretta. Inoltre, i catalizzatori a base di palladio sono stati preparati con MA sintetico come vettore. Nella reazione di combustione del metano, il catalizzatore supportato da AL2O3-3 ha mostrato buone prestazioni catalitiche.
Per la prima volta, MA con una distribuzione delle dimensioni dei pori relativamente stretta è stata preparata utilizzando scorie nere in alluminio economico e ricco di alluminio. Il processo di produzione include il processo di estrazione a bassa temperatura e pressione normale. Le particelle solide lasciate nel processo di estrazione non inquineranno l'ambiente e possono essere accumulate a basso rischio o riutilizzate come riempitivo o aggregato in applicazione concreta. La superficie specifica del MA sintetizzato è 123 ~ 162m2/g, la distribuzione delle dimensioni dei pori è stretta, il raggio di picco è di 5,3 nm e la porosità è 0,37 cm3/g. Il materiale è nano di dimensioni e la dimensione del cristallo è di circa 11 nm. La sintesi a stato solido è un nuovo processo per sintetizzare MA, che può essere utilizzato per produrre assorbenti radiochemici per l'uso clinico. Il cloruro di alluminio, il carbonato di ammonio e le materie prime al glucosio sono miscelati in un rapporto molare di 1: 1,5: 1,5 e MA è sintetizzato da una nuova reazione meccanochimica a stato solido. realizzando così l'uso di capsule di dose di grandi dose131i [NAI] per il trattamento del cancro alla tiroide.
Per riassumere, in futuro, possono anche essere sviluppati piccoli modelli molecolari per costruire strutture pori ordinate multilivello, regolare efficacemente la struttura, la morfologia e le proprietà chimiche di superficie dei materiali e generare ampia superficie e wormhole ordinati. Esplora modelli economici e fonti di alluminio, ottimizza il processo di sintesi, chiarisci il meccanismo di sintesi e guida il processo.
Metodo di modifica di 2 Ma
I metodi di distribuzione uniforme dei componenti attivi sul vettore MA includono l'impregnazione, la synthe-Sis in situ, le precipitazioni, lo scambio di ioni, la miscelazione meccanica e la fusione, tra cui i primi due sono i più comunemente utilizzati.
2.1 Metodo di sintesi in situ
I gruppi utilizzati nella modifica funzionale vengono aggiunti nel processo di preparazione di MA per modificare e stabilizzare la struttura scheletrica del materiale e migliorare le prestazioni catalitiche. Il processo è mostrato nella Figura 2. Liu et al. Situ Ni/Mo-al2o3in sintetizzato con p123 come modello. Sia NI che MO sono stati dispersi nei canali MA ordinati, senza distruggere la struttura mesoporosa di MA, e la performance catalitica è stata ovviamente migliorata. Adottare un metodo di crescita in situ su una gamma-al2o3Substrate sintetizzata, rispetto a γ-al2O3, MnO2-AL2O3HAS area di superficie specifica per BET e volume dei pori e ha una struttura mesoporosa bimodale con distribuzione della dimensione dei pori stretta. MNO2-AL2O3HA FAST ADSORPTION TASSE E ELATA EFFICAZIONE per F- e ha un ampio intervallo di applicazioni di pH (pH = 4 ~ 10), adatto per le condizioni pratiche di applicazione industriale. Le prestazioni di riciclaggio di MnO2-AL2O3 sono meglio di quelle della stabilità γ-al2O. Deve essere ulteriormente ottimizzate. Per riassumere, i materiali modificati MA ottenuti dalla sintesi in situ hanno un buon ordine strutturale, una forte interazione tra gruppi e portatori di allumina, combinazione stretta, un grande carico di materiali e non sono facili da causare lo spargimento di componenti attivi nel processo di reazione catalitica e le prestazioni catalitiche sono significativamente migliorate.
Fig. 2 Preparazione di MA funzionalizzata mediante sintesi in situ
2.2 Metodo di impregnazione
Immergere il MA preparato nel gruppo modificato e ottenere il materiale MA modificato dopo il trattamento, in modo da realizzare gli effetti della catalisi, dell'adsorbimento e simili. Cai et al. Preparato MA da P123 con il metodo sol-gel e immerso in soluzione di etanolo e tetraetilenepenentamina per ottenere materiale MA modificato amino con forti prestazioni di adsorbimento. Inoltre, Belkacemi et al. immerso in ZnCl2Solution dallo stesso processo per ottenere materiali MA modificati drogati in zinco ordinato. La superficie specifica e il volume dei pori sono rispettivamente di 394 m2/g e 0,55 cm3/g. Rispetto al metodo di sintesi in situ, il metodo di impregnazione ha una migliore dispersione di elementi, una struttura mesoporosa stabile e una buona prestazione di adsorbimento, ma la forza di interazione tra componenti attivi e vettore di allumina è debole e l'attività catalitica è facilmente interferita da fattori esterni.
3 progressi funzionali
La sintesi delle terre rare Ma con proprietà speciali è la tendenza dello sviluppo in futuro. Al momento, ci sono molti metodi di sintesi. I parametri di processo influenzano le prestazioni di MA. La superficie specifica, il volume dei pori e il diametro dei pori di MA possono essere regolati dal tipo di modello e dalla composizione del precursore di alluminio. La temperatura di calcinazione e la concentrazione del modello polimerico influenzano la superficie specifica e il volume dei pori di MA. Suzuki e Yamauchi hanno scoperto che la temperatura di calcinazione è stata aumentata da 500 ℃ a 900 ℃. L'apertura può essere aumentata e la superficie può essere ridotta. Inoltre, il trattamento di modifica delle terre rare migliora l'attività, la stabilità termica superficiale, la stabilità strutturale e l'acidità superficiale dei materiali MA nel processo catalitico e soddisfa lo sviluppo della funzionalizzazione MA.
3.1 ADSORBENT DEFLUORINAZIONE
Il fluoro in acqua potabile in Cina è seriamente dannoso. Inoltre, l'aumento del contenuto di fluoro nella soluzione industriale di solfato di zinco porterà alla corrosione della piastra dell'elettrodo, al deterioramento dell'ambiente di lavoro, al declino della qualità dello zinco elettrico e alla diminuzione della quantità di acqua riciclata nell'acido e al processo di elettrolisi del fluidificazione del forno fluidizzato. Allo stato attuale, il metodo di adsorbimento è il più attraente tra i metodi comuni di defluorinazione a umido. Tuttavia, ci sono alcune carenze, come scarsa capacità di adsorbimento, intervallo di pH disponibile, inquinamento secondario e così via. Activated carbon, amorphous alumina, activated alumina and other adsorbents have been used for defluorination of water, but the cost of adsorbents is high, and the adsorption capacity of F-in neutral solution or high concentration is low.Activated alumina has become the most widely studied adsorbent for fluoride removal because of its high affinity and selectivity to fluoride at neutral pH value, but it is limited by La scarsa capacità di adsorbimento del fluoruro e solo a pH <6 può avere buone prestazioni di adsorbimento del fluoruro. MA ha attirato un'ampia attenzione nel controllo dell'inquinamento ambientale a causa della sua grande superficie specifica, effetto di dimensione dei pori unica, prestazioni della base acida, stabilità termica e meccanica. Kundu et al. preparato MA con una capacità di adsorbimento al fluoro massimo di 62,5 mg/g. La capacità di adsorbimento del fluoro di MA è notevolmente influenzata dalle sue caratteristiche strutturali, come area superficiale specifica, gruppi funzionali superficiali, dimensioni dei pori e dimensioni totali dei pori.
A causa dell'acido duro di Los Angeles e della dura basicità del fluoro, esiste una forte affinità tra LA e ioni di fluoro. Negli ultimi anni, alcuni studi hanno scoperto che LA come modificatore può migliorare la capacità di adsorbimento del fluoruro. Tuttavia, a causa della bassa stabilità strutturale degli adsorbenti delle terre rare, più terre rare sono lisciviate nella soluzione, con conseguente inquinamento dell'acqua secondario e danni alla salute umana. D'altra parte, l'alta concentrazione di alluminio nell'ambiente idrico è uno dei veleni della salute umana. Pertanto, è necessario preparare una sorta di adsorbente composito con buona stabilità e nessuna lisciviazione o meno lisciviazione di altri elementi nel processo di rimozione del fluoro. MA modificato da LA e CE è stato preparato con il metodo di impregnazione (LA/MA e CE/MA). Gli ossidi di terra rari sono stati caricati con successo sulla superficie MA per la prima volta, che hanno avuto prestazioni di defluoorrazione più elevate. I principali meccanismi di rimozione del fluoro sono l'adsorbimento elettrostatico e l'adsorbimento chimico, l'attrazione elettronica di carico positivo e il ligando di Ligando combina le combinazioni di reazione di Liganda e la reazione di Ligando di Ligando. La capacità di adsorbimento del fluoro, LA/MA contiene più siti di adsorbimento idrossilico e la capacità di adsorbimento di F è nell'ordine di LA/MA> CE/MA> MA. Con l'aumento della concentrazione iniziale, la capacità di adsorbimento del fluoro aumenta. L'effetto di adsorbimento è meglio quando il pH è 5 ~ 9 e il processo di adsorbimento dei fluoro accordati con il modello di adsorbimento isotermico di Langmuir. Inoltre, le impurità degli ioni solfato in allumina possono anche influire significativamente sulla qualità dei campioni. Sebbene sia stata condotta la ricerca correlata sulla terra rare modificata in allumina, la maggior parte della ricerca si concentra sul processo di adsorbente, che è difficile da usare industrialmente. In futuro, possiamo studiare il meccanismo di dissociazione del complesso di fluoro di zinco di fluoro di fluoro di fluoro di fluoro di zinco. Sistema di idrometallurgia e stabilire un modello di controllo del processo per il trattamento della soluzione ad alta fluoro basata sulla terra rara Nano adsorbente.
3.2 Catalizzatore
3.2.1 Riforma secca del metano
Le terre rare possono regolare l'acidità (basicità) dei materiali porosi, aumentare il posto vacante di ossigeno e sintetizzare catalizzatori con dispersione uniforme, scala di nanometri e stabilità. Viene spesso utilizzato per supportare metalli nobili e metalli di transizione per catalizzare la metanazione di CO2. Al momento, i materiali mesoporosi modificati in terre rare si stanno sviluppando verso la riforma secca di metano (MDR), il degrado fotocatalitico di COV e la purificazione del gas di coda. Tuttavia, la sinterizzazione e la deposizione di carbonio di nanoparticelle di Ni sulla superficie di Ni/Al2o3lead alla rapida disattivazione del catalizzatore. Pertanto, è necessario aggiungere un accelerante, modificare il portatore catalizzatore e migliorare la via di preparazione per migliorare l'attività catalitica, la stabilità e la resistenza alla bruciatura. In generale, gli ossidi di terre rare possono essere usati come promotori strutturali ed elettronici in catalizzatori eterogenei e il CEO2Imuta la dispersione di NI e cambia le proprietà della NI metallica attraverso una forte interazione di supporto metallico.
MA è ampiamente utilizzato per migliorare la dispersione dei metalli e fornire moderazione per i metalli attivi per prevenire il loro agglomerato. La2O3 con un'elevata capacità di stoccaggio dell'ossigeno migliora la resistenza al carbonio nel processo di conversione e La2O3Promotes la dispersione di CO su allumina mesoporosa, che ha un'elevata attività di riformamento e resilienza. Il La2O3promoter aumenta l'attività MDR del catalizzatore CO/MA e CO3O4 e il carbone4o4 sono formate sulla superficie del catalizzatore. Tuttavia, i piccoli grani La2o3has altamente dispersi di 8nm ~ 10nm. Nel processo MDR, l'interazione in situ tra LA2O3 e CO2FORMADA LA2O2CO3MESOPHASE, che ha indotto l'eliminazione effettiva di CXHY sulla superficie del catalizzatore. La2O3promotes Riduzione dell'idrogeno fornendo una maggiore densità di elettroni e migliorando il posto vacante di ossigeno in CO/MA al 10%. L'aggiunta di La2O3 riduce l'energia di attivazione apparente del consumo CH4. Pertanto, il tasso di conversione di CH4Inced è stato al 93,7% a 1073K K. L'aggiunta di La2O3 ha provato l'attività catalitica, ha promosso la riduzione di H2, ha aumentato il numero di siti attivi CO0, ha prodotto meno carbonio depositato e aumentato il posto vacante di ossigeno al 73,3%.
CE e PR sono stati supportati su Ni/Al2O3catalyst con un metodo di impregnazione del volume uguale in Li Xiaofeng. Dopo aver aggiunto CE e PR, la selettività a H2C è diminuita e la selettività a CO è diminuita. L'MDR modificato da PR aveva un'eccellente capacità catalitica e la selettività a H2 aumenta dal 64,5% al 75,6%, mentre la selettività a CO è diminuita dal 31,4% di Peng Shujing et al. Metodo SOL-gel usato, MA modificato in CE è stato preparato con isopropossido di alluminio, solvente isopropanolo e nitrato di cerio esaidrato. La superficie specifica del prodotto era leggermente aumentata. L'aggiunta di CE ha ridotto l'aggregazione di nanoparticelle simili a bastoncini sulla superficie MA. Alcuni gruppi idrossilici sulla superficie di γ- al2O3 erano sostanzialmente coperti da composti CE. La stabilità termica di MA è stata migliorata e nessuna trasformazione della fase cristallina si è verificata dopo la calcinazione a 1000 ℃ per 10 ore. Wang Baowei et al. Metodo CEO2-AL2O4BY CEO2-AL2O4BY. Il CEO2 con piccoli cereali cubici era uniformemente disperso in allumina. Dopo aver supportato CO e MO su CEO2-AL2O4, l'interazione tra allumina e componente attivo CO e MO è stata effettivamente inibita dal CEO2
I promotori di terre rare (LA, CE, Y e SM) sono combinati con il catalizzatore CO/MA per MDR e il processo è mostrato in FIG. 3. I promotori delle terre rare possono migliorare la dispersione di CO sul vettore MA e inibire l'agglomerato di particelle di CO. Più piccola è la dimensione delle particelle, più forte è l'interazione CO-MA, più forte è la capacità catalitica e sinterizzata nel catalizzatore YCO/MA e gli effetti positivi di diversi promotori sull'attività MDR e sulla deposizione di carbonio. 4 è un'immagine HRTEM dopo il trattamento MDR a 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 per 8 ore. Le particelle di CO esistono sotto forma di macchie nere, mentre esistono vettori MA sotto forma di grigio, che dipende dalla differenza di densità elettronica. Nell'immagine HRTEM con CO/MA al 10%(Fig. 4B), si osserva l'agglomerazione di particelle di metallo CO su carrier MA L'aggiunta del promotore della terra rara riduce le particelle di CO a 11,0 nm ~ 12,5 nm. YCO/MA ha una forte interazione CO-MA e le sue prestazioni di sinterizzazione sono migliori di altri catalizzatori. Inoltre, come mostrato nelle Figg. 4b a 4f, i nanofili di carbonio cavi (CNF) sono prodotti sui catalizzatori, che tengono in contatto con il flusso di gas e impediscono al catalizzatore di disattivazione.
Fig. 3 Effetto dell'aggiunta di terre rare sulle proprietà fisiche e chimiche e prestazioni catalitiche MDR del catalizzatore CO/MA
3.2.2 Catalizzatore di desossidazione
Fe2O3/meSo-Ceal, un catalizzatore di disossidazione basato su Fe drogato in CE, è stato preparato mediante deidrogenazione ossidativa di 1- butene con ossidante morbido CO2AS ed è stato usato nella sintesi di 1,3-butadiene (BD). CE è stato altamente disperso nella matrice di allumina e Fe2O3/MESO è stato altamente dispersoredfe2o3/Meso-Creeal-100 Catalyst non solo ha specie di ferro altamente dispersa e buone proprietà strutturali, ma ha anche una buona capacità di stoccaggio dell'ossigeno, quindi ha una buona adsorbimento e capacità di attivazione di CO2. Come mostrato nella Figura 5, le immagini TEM mostrano che Fe2O3/MESO-CEAL-100 è regolare mostra che la struttura del canale simile a un verme di mesoceal-100 è allentata e porosa, il che è benefico per la dispersione di ingredienti attivi, mentre CE altamente dispersa è drogata con successo in alumina matrix. Il materiale di rivestimento del catalizzatore metallico nobile che soddisfa lo standard di emissione ultra-bassa dei veicoli a motore ha sviluppato una struttura dei pori, una buona stabilità idrotermale e una grande capacità di stoccaggio dell'ossigeno.
3.2.3 Catalizzatore per veicoli
Complessi di terre rare a base di alluminio supportato da Pd-RH Alcezrtiox e Allazrtiox per ottenere materiali di rivestimento del catalizzatore automobilistico. Il complesso di terre rare a base di alluminio mesoporoso PD-RH/ALC può essere utilizzato con successo come catalizzatore di purificazione di scarico del veicolo CNG con buona durata e l'efficienza di conversione di CH4, il componente principale del gas di scarico del veicolo CNG, è fino al 97,8%. Adottare un metodo idrotermico One-Step per preparare quel materiale composito di Terra rare per realizzare l'autoassemblaggio, sono stati sintetizzati precursori mesoporosi ordinati con stato metastabile e un'alta aggregazione e la sintesi di rifornimento di rifornimenti convertiti a tre vie.
Fig. 4 Immagini HRTEM di MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) e SMCO/MA (F)
Fig. 5 TEM Immagine (A) ed EDS Diagramma dell'elemento (B, C) di Fe2O3/MESO-CEAL-100
3.3 Performance luminosa
Gli elettroni degli elementi delle terre rare sono facilmente eccitati alla transizione tra diversi livelli di energia e emettono luce. Gli ioni terrestre rari sono spesso usati come attivatori per preparare materiali luminescenti. Gli ioni terrestre rari possono essere caricati sulla superficie delle microsfere cave di alluminio fosfato mediante metodo di coprecipitazione e metodo di scambio ionico e materiali luminescenti alpo4∶re (la, CE, PR, ND) possono essere preparati. La lunghezza d'onda luminescente si trova nella regione quasi ultravioletta. La ma è trasformata in film sottili a causa della sua inerzia, a bassa costante dielettrica e bassa conducibilità, che la rende applicabile a dispositivi elettrici e ottici, film sottili, barriere, sensori, ecc. Possono anche essere usati per rilevare la risposta a una risposta a base di energia unica di energia. Questi dispositivi sono film impilati con lunghezza definita del percorso ottico, quindi è necessario controllare l'indice di rifrazione e lo spessore. Attualmente, il biossido di titanio e l'ossido di zirconio con indice di rifrazione elevato e biossido di silicio con un basso indice di rifrazione vengono spesso utilizzati per progettare e costruire tali dispositivi. Viene ampliata la gamma di disponibilità di materiali con diverse proprietà chimiche di superficie, il che consente di progettare sensori di fotoni avanzati. L'introduzione di film MA e ossidrossido nella progettazione di dispositivi ottici mostra un grande potenziale perché l'indice di rifrazione è simile a quello del biossido di silicio, ma le proprietà chimiche sono diverse.
3.4 Stabilità termica
Con l'aumento della temperatura, la sinterizzazione influisce seriamente sull'effetto dell'uso del catalizzatore MA e la superficie specifica diminuisce e la fase cristallina γ-al2O3IN si trasforma in fasi Δ e θ a χ. I materiali delle terre rare hanno una buona stabilità chimica e stabilità termica, elevata adattabilità e materie prime facilmente disponibili ed economiche. L'aggiunta di elementi delle terre rare può migliorare la stabilità termica, la resistenza all'ossidazione ad alta temperatura e le proprietà meccaniche del vettore e regolare l'acidità superficiale del vettore.LA e CE sono gli elementi di modifica più comunemente usati e studiati. Lu Weiguang e altri hanno scoperto che l'aggiunta di elementi delle terre rare ha impedito effettivamente la diffusione di massa delle particelle di allumina, la LA e il CE hanno protetto i gruppi idrossilici sulla superficie dell'allumina, ha inibito la sinterizzazione e la trasformazione di fase e ha ridotto il danno di alta temperatura alla struttura mesoporosa. L'allumina preparata ha ancora una superficie specifica e un volume dei pori. Tuttavia, troppo o troppo poco elemento di terre rare ridurrà la stabilità termica dell'allumina. Li Yanqiu et al. Aggiunto il 5% La2o3to γ-al2O3, che ha migliorato la stabilità termica e ha aumentato il volume dei pori e la superficie specifica del vettore di allumina. Come si può vedere dalla Figura 6, La2O3ADDED a γ-AL2O3, migliora la stabilità termica del vettore composito di terre rare.
Nel processo di doping particelle di nano-fibrose con LA a MA, la superficie della BET e il volume dei pori di MA-LA sono più alti di quelli di MA quando aumenta la temperatura del trattamento termico e il doping con LA ha un evidente effetto di ritardo sulla sinterizzazione ad alta temperatura. come mostrato in Fig. 7, con l'aumento della temperatura, LA inibisce la reazione della crescita del grano e della trasformazione di fase, mentre i fichi. 7a e 7c mostrano l'accumulo di particelle nano-fibrose. in Fig. 7b, il diametro delle particelle di grandi dimensioni prodotte dalla calcinazione a 1200 ℃ è di circa 100 nm. Segna la significativa sinterizzazione di MA. Inoltre, rispetto al MA-1200, MA-LA-1200 non si aggrega dopo il trattamento termico. Con l'aggiunta di LA, le particelle di nano in fibra hanno una migliore capacità di sinterizzazione. Anche a una temperatura di calcinazione più elevata, la LA drogata è ancora altamente dispersa sulla superficie MA. La MA modificata può essere utilizzata come portatore di catalizzatore PD nella reazione di c3H8ossidazione.
Fig. 6 Modello di struttura di Sintering Alumina con e senza elementi della terra rara
Fig. 7 Immagini TEM di MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) e MA-LA-1200 (D)
4 Conclusione
Viene introdotto l'avanzamento della preparazione e dell'applicazione funzionale dei materiali MA modificati in terre rare. La MA modificata in terre rare è ampiamente utilizzata. Sebbene siano state condotte molte ricerche sull'applicazione catalitica, sulla stabilità termica e l'adsorbimento, molti materiali hanno costi elevati, basso drogaggio, scarso ordine e sono difficili da industrializzare. In futuro è necessario svolgere il seguente lavoro: ottimizzare la composizione e la struttura della MA modificata in terre rare, selezionare il processo appropriato, soddisfare lo sviluppo funzionale; Stabilire un modello di controllo del processo basato sul processo funzionale per ridurre i costi e realizzare la produzione industriale; Al fine di massimizzare i vantaggi delle risorse della Terra rara della Cina, dovremmo esplorare il meccanismo della modifica delle terre rare, migliorare la teoria e il processo di preparazione di MA modificati in terre rare.
Progetto di fondi: progetto generale di scienza e tecnologia Shaanxi (2011ktdz01-04-01); Provincia dello Shaanxi 2019 Special Scientific Research Project (19JK0490); 2020 Special Scientific Research Project of Huaqing College, XI 'An University of Architecture and Technology (20ky02)
Fonte: terra rara
Tempo post: 15-2021 giugno