התקדמות היישום של אלומינה מזופורית אדמה נדירה

בקרב תחמוצות שאינן שולי, לאלומינה יש תכונות מכניות טובות, עמידות לטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה, בעוד שאילו אלומינה מזופורית (MA) יש גודל נקבוביות מתכווננות, שטח פנים ספציפי גדול, נפח נקבוביות גדול ועלות ייצור נמוכה, הנמצאת בשימוש נרחב בפיצוץ, שחרור תרופות מבוקרת, ספיחה ושיפים אחרים, כגון פיצוח גזעיות של הידרודוריזציה של הידרודוסוריזציה של הידרודוסציה של הידרוקפיזציה של הידרוקפיציה אחרת של הידרדרוסציה אלומינה משמשת בדרך כלל בתעשייה, אך היא תשפיע ישירות על פעילות האלומינה, חיי השירות והסלקטיביות של הזרז. לדוגמה, בתהליך של טיהור פליטה לרכב, המזהמים שהופקדו מתוספי שמן מנוע ייווצרו קולה, מה שיוביל לחסימת נקבוביות הזרז, ובכך יפחית את פעילות הזרז. ניתן להשתמש בפעילי שטח כדי להתאים את מבנה המנשא האלומינה ליצירת MA. פרש את הביצועים הקטליטיים שלו.

ל- MA השפעה על אילוץ, והמתכות הפעילות מבוטלות לאחר הסתום בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, לאחר הסתום בטמפרטורה גבוהה, המבנה המזופורי קורס, שלד MA נמצא במצב אמורפי, וחומציות פני השטח אינה יכולה לעמוד בדרישותיו בתחום הפונקציונליזציה. לרוב יש צורך בטיפול בשינוי כדי לשפר את הפעילות הקטליטית, יציבות מבנה מזופורי, יציבות תרמית פני השטח וחומציות פני השטח של חומרי MA. קבוצות שינוי שכיחות כוללות הטרואטומים מתכתיים (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, וכו ') ותחמוצת מתכת (Tio2, Nio, Co3O4, Cuo of Cu2, Dop, On to on to turded on to turded on top, on top, on top, on top, on toped, on toped, on toped, on toped, שלד.

תצורת האלקטרונים המיוחדת של אלמנטים אדמה נדירים גורמת לתרכובות שלה לתכונות אופטיות, חשמליות ומגנטיות מיוחדות, ומשמשת בחומרים קטליטיים, חומרים פוטו -אלקטרוניים, חומרי ספיחה וחומרים מגנטיים. חומרים מזופוריים שהשתנו באדמה נדירים יכולים להתאים את המאפיין של חומצה (אלקלי), להגביר את פנוי החמצן ולסנתז את הזרז הננו -גבישי המתכת עם פיזור אחיד וסולם ננומטר יציב. חומרים נקבוביים מתאימים ואדמה נדירים יכולים לשפר את פיזור פני השטח של ננו -גביית מתכת ואת היציבות והתנגדות הפחמן של זרזים. במאמר זה יוכנסו שינוי אדמה נדיר ופונקציונליזציה של MA כדי לשפר את הביצועים הקטליטיים, יציבות תרמית, יכולת אחסון חמצן, שטח פנים ספציפי ומבנה נקבוביות.

הכנה של 1 MA

1.1 הכנת מוביל אלומינה

שיטת ההכנה של מוביל האלומינה קובעת את חלוקת מבנה הנקבוביות שלה, ושיטות ההכנה המשותפות שלה כוללות שיטת התייבשות Pseudo-Boehmite (PB) ושיטת SOL-GEL. Pseudoboehmite (PB) הוצע לראשונה על ידי CALVET, ו- H+קידם פפטיזציה כדי להשיג PB קולואידי γ-ALOOH המכיל מים בין שכבים, אשר הוחלפו והתייבשו בטמפרטורה גבוהה ליצירת אלומינה. על פי חומרי גלם שונים, לרוב זה מחולק לשיטת משקעים, שיטת פחמימות ושיטת הידרוליזה אלכוהולומינום. המסיסות הקולואידית של PB מושפעת מגבישות, והיא מותאמת עם עליית הגבישות, והיא מושפעת גם מפרמטרים של תהליכי הפעלה.

PB נערך בדרך כלל בשיטת משקעים. אלקלי מתווסף לתמיסת אלומינט או חומצה מתווספת לתמיסת אלומינט ומושקע כדי להשיג אלומינה לחות (משקעים אלקלי), או מתווספת חומצה למשקעים אלומינליים כדי להשיג מונו -הידראט אלומינה, אשר נשטף, מיובש ומסתמך כדי להשיג PB. קל להפעלה בשיטת המשקעים ונמוך בעלות, המשמש לעתים קרובות בייצור תעשייתי, אך היא מושפעת מגורמים רבים (pH פתרון, ריכוז, טמפרטורה וכו '). ותנאי זה להשגת חלקיקים עם פיזור טוב יותר הוא קפדני. בשיטת הפחמן ניתן להשיג Al (OH) 3Is המתקבל על ידי התגובה של CO2AND NAALO2 ו- PB לאחר ההזדקנות. לשיטה זו היתרונות של פעולה פשוטה, איכות מוצר גבוהה, ללא זיהום ועלות נמוכה, ויכולה להכין אלומינה עם פעילות קטליטית גבוהה, עמידות בפני קורוזיה מעולה ושטח פנים ספציפי גבוה עם השקעה נמוכה ותשואה גבוהה. אלומיניום אלוקוקסיד הידרוליזה משמשת לרוב להכנת PB אדירה גבוהה. אלומיניום אלוקוקסיד הוא הידרוליזה ליצירת מונוהידראט תחמוצת אלומיניום, ואז מטופל כדי להשיג PB טוהר גבוה, שיש לו גבישות טובה, גודל חלקיקים אחידים, חלוקת גודל הנקבוביות המרוכזים ושלמות גבוהה של חלקיקים כדוריים. עם זאת, התהליך מורכב, וקשה להתאושש בגלל השימוש בממסים אורגניים רעילים מסוימים.

בנוסף, בדרך כלל משתמשים במלחים אורגניים או תרכובות אורגניות של מתכות להכנת מבשרי אלומינה בשיטת סול-ג'ל, ומוספים מים טהורים או ממיסים אורגניים כדי להכין פתרונות לייצור SOL, שאחר כך מיובשים, מיובשים וקלויים. נכון לעכשיו, תהליך ההכנה של אלומינה עדיין משופר על בסיס שיטת התייבשות PB, ושיטת הפחמן הפכה לשיטה העיקרית לייצור אלומינה תעשייתית בגלל כלכלתה והגנת הסביבה. אלומינה שהוכנה בשיטת סול-ג'ל משכה תשומת לב רבה בגלל חלוקת הגודל הנקבוביות שלה יותר, שהיא שיטה פוטנציאלית, אך היא צריכה להיות משופרת לתשומת לב לתעשייה.

הכנה של 1.2 MA

אלומינה קונבנציונאלית אינה יכולה לעמוד בדרישות התפקודיות, ולכן יש צורך להכין תואר שני בעל ביצועים גבוהים. שיטות הסינתזה כוללות בדרך כלל: שיטת יצירת ננו עם עובש פחמן כתבנית קשה; סינתזה של SDA: תהליך הרכבה עצמית הנגרמת על ידי אידוי (EISA) בנוכחות תבניות רכות כמו SDA וחומרים פעילי שטח קטיוניים אחרים, אניוני או לאוני.

1.2.1 תהליך EISA

התבנית הרכה משמשת במצב חומצי, הנמנע מתהליך המסובך והזמן של שיטת הממברנה הקשה ויכול לממש את האפנון הרציף של הצמצם. הכנת ה- MA של EISA משכה תשומת לב רבה בגלל הזמינות הקלה והחלייה שלה. ניתן להכין מבנים מזופוריים שונים. ניתן להתאים את גודל הנקבוביות של MA על ידי שינוי אורך השרשרת ההידרופובי של חומר פעילי שטח או התאמת היחס הטוחני של זרז ההידרוליזה למבשר אלומיניום בתמיסה. לכן, EISA, הידוע גם כסינתזה שלב-שלב ושינוי שיטת SOL-GEL של שטח פנים גבוה והזמנת אלומינה MESOPOOROS (OMA), ALUM, כ- P12, בשם P12, כ- P12, כ- P123, כגדולה כזה, Triethanolamine (תה) וכו ' נוצר על ידי מיקרונים פעילי שטח בסול.

בתהליך ה- EISA, השימוש בממסים לא מימיים (כמו אתנול) וסוכני מורכבים אורגניים יכול להאט ביעילות את הידרוליזה וקצב העיבוי של מבשרי אורגנו-לומינום ולגרום להנפקה עצמית של חומרי OMA, כמו Al (OR) 3 ואלומיניום איזופרופוקסיד. עם זאת, בממסים נדיפים לא מימיים, תבניות פעילי שטח מאבדות בדרך כלל את ההידרופיליות/ההידרופוביות שלהן. בנוסף, בגלל עיכוב ההידרוליזה ופולי -קונדנסציה, למוצר הביניים יש קבוצה הידרופובית, מה שמקשה על אינטראקציה עם תבנית פעילי שטח. רק כאשר ריכוז פעילי השטח ומידת ההידרוליזה והפולי-קונדנסציה של האלומיניום מוגברים בהדרגה בתהליך אידוי הממס יכולה להתקיים ההרכבה העצמית של התבנית והאלומיניום. לפיכך, פרמטרים רבים המשפיעים על תנאי האידוי של ממיסים ותגובת ההידרוליזה והעיבוי של מבשרים, כמו טמפרטורה, לחות יחסית, זרז, קצב אידוי ממס וכו ', ישפיעו על מבנה ההרכבה הסופי. כפי שמוצג באיור. 1, חומרי OMA עם יציבות תרמית גבוהה וביצועים קטליטיים גבוהים סונתזו על ידי אידוי בסיוע סולוטרמי גרם להרכבה עצמית (SA-EISA). טיפול סולוטרמי קידם את ההידרוליזה המלאה של מבשרי אלומיניום ליצירת קבוצות הידרוקסיל אלומיניום בגודל קטן, אשר שיפרו את האינטראקציה בין פעילי שטח לבין אלומיניום. שני המזופאז המשושה נוצרה בתהליך EISA והוחשבו ב -400 ℃ ליצירת חומר OMA. בתהליך ה- EISA המסורתי, תהליך האידוי מלווה בהידרוליזה של מבשר אורגנו -אלומיניום, ולכן לתנאי האידוי יש השפעה חשובה על התגובה ועל המבנה הסופי של OMA. שלב הטיפול הסולוטרמי מקדם את ההידרוליזה המלאה של מבשר האלומיניום ומייצר קבוצות הידרוקסיל אלומיניום מקובצות חלקיות. בהשוואה ל- MA שהוכנה בשיטת EISA המסורתית, OMA שהוכן בשיטת SA-EISA יש נפח נקבוביות גבוה יותר, שטח פנים ספציפי טוב יותר ויציבות תרמית טובה יותר. בעתיד, ניתן להשתמש בשיטת EISA כדי להכין צמצם אולטרה-גדול במיוחד עם שיעור המרה גבוה וסלקטיביות מצוינת מבלי להשתמש בסוכן קיצוני.

איור 1 תרשים זרימה של שיטת SA-EISA לסינתזת חומרי OMA

1.2.2 תהליכים אחרים

הכנת MA קונבנציונאלית דורשת שליטה מדויקת בפרמטרים של סינתזה כדי להשיג מבנה מזופורי ברור, והסרת חומרי התבנית היא גם מאתגרת, מה שמסבך את תהליך הסינתזה. נכון לעכשיו, ספרות רבים דיווחו על סינתזה של MA עם תבניות שונות. בשנים האחרונות, המחקר התמקד בעיקר בסינתזה של MA עם גלוקוז, סוכרוז ועמילן כתבניות על ידי איזופרופוקסיד אלומיניום בתמיסה מימית. רוב חומרי ה- MA הללו מסונתזים מחנקת אלומיניום, סולפט ואלוקוקסיד כמקורות אלומיניום. MA CTAB מתקבל גם על ידי שינוי ישיר של PB כמקור אלומיניום. MA עם תכונות מבניות שונות, כלומר AL2O3) -1, AL2O3) -2 ו- AL2O3AND יש יציבות תרמית טובה. תוספת של פעילי שטח אינה משנה את מבנה הגביש המובנה של PB, אלא משנה את מצב הערימה של החלקיקים. בנוסף, היווצרות AL2O3-3 נוצרת על ידי הדבקה של חלקיקים ננו המיוצבים על ידי יתד ממס אורגני או צבירה סביב PEG. עם זאת, חלוקת גודל הנקבוביות של AL2O3-1 היא צרה מאוד. בנוסף, הוכנו זרזים מבוססי פלדיום עם MA סינטטי כמוביל. בתגובת בעירה מתאן, הזרז הנתמך על ידי AL2O3-3 הראה ביצועים קטליטיים טובים.

לראשונה הוכנה MA עם חלוקת גודל נקבוביות צרה יחסית על ידי שימוש בסלאג שחור זול ועשיר באלומיניום. תהליך הייצור כולל תהליך מיצוי בטמפרטורה נמוכה ולחץ רגיל. החלקיקים המוצקים שנותרו בתהליך המיצוי לא יזהמו את הסביבה, וניתן לערום אותם בסיכון נמוך או להשתמש בהם כמילוי או מצטבר ביישום בטון. שטח הפנים הספציפי של ה- MA המסונתז הוא 123 ~ 162m2/g, חלוקת גודל הנקבובית צרה, רדיוס השיא הוא 5.3 ננומטר, והנקבוביות היא 0.37 ס"מ 3/גרם. החומר בגודל ננו וגודל הקריסטל הוא בערך 11nm. סינתזה של מצב מוצק הוא תהליך חדש לסינתזה של MA, אשר ניתן להשתמש בו כדי לייצר ספיגה רדיוכימית לשימוש קליני. אלומיניום כלוריד, אמוניום קרבונט וגלוקוז חומרי גלם מעורבבים ביחס טוחן של 1: 1.5: 1.5, ו- MA מסונתז על ידי תגובה מכנית חדשה של מצב מוצק. על פי ריכוז 131i בציוד סוללה תרמית, התשואה הכוללת של 131i לאחר ריכוז 90%, וריכוז הגובה של 1.7%, 1.7. מימוש השימוש בכמוסות גדולות של מינון 131i [NAI] לטיפול בסרטן בלוטת התריס.

לסיכום, בעתיד ניתן לפתח תבניות מולקולריות קטנות לבניית מבני נקבוביות מסודרות רב-רמות, להתאים ביעילות את המבנה, המורפולוגיה והתכונות הכימיות של פני השטח של חומרים, ולייצר שטח פנים גדול ותולעת תולעת מסודרת. חקור תבניות זולות ומקורות אלומיניום, מיטוב את תהליך הסינתזה, הבהיר את מנגנון הסינתזה והנחה את התהליך.

שיטת שינוי של 2 mA

השיטות להפצת רכיבים פעילים באופן אחיד במנשא MA כוללות הספגה, סינטה-סיס, משקעים, חילופי יונים, ערבוב מכני והתכה, ביניהם השניים הראשונים הם הנפוצים ביותר.

2.1 שיטת סינתזה במקום

קבוצות המשמשות בשינוי פונקציונלי מתווספות בתהליך הכנת MA לשינוי וייצוב מבנה השלד של החומר ולשפר את הביצועים הקטליטיים. התהליך מוצג באיור 2. Liu et al. מסונתז Ni/Mo-Al2O3in Situ עם P123 כתבנית. גם Ni וגם MO התפזרו בערוצי MA מסודרים, מבלי להרוס את המבנה המזופורי של MA, ובנוסף שופרו את הביצועים הקטליטיים. אימוץ שיטת צמיחה במקום על גמה-AL2O3SUBST של גאמה-AL2O3, לעומת γ-AL2O3, MNO2-AL2O3HAS שטח פנים ספציפי גדול יותר לנקבוביות ונפח נקבוביות, ויש לו מבנה מזופורי בימודלי עם חלוקת גודל נקבובית צרה. MNO2-AL2O3HAS שיעור ספיחה מהיר ויעילות גבוהה עבור F-, ובעל טווח יישומי pH רחב (pH = 4 ~ 10), המתאים לתנאי יישום תעשייתיים מעשיים. יש לבצע אופטימיזציה נוספת של ביצועי המיחזור של MNO2-AL2O3Is יותר מזה של γ-AL2O. לסיכום, לחומרים שהשתנו ב- MA המתקבלים על ידי סינתזה במקום יש סדר מבני טוב, אינטראקציה חזקה בין קבוצות לבין נושאי אלומינה, שילוב הדוק, עומס גדול בחומרים, ואינם קלים לגרום לשפיכת רכיבים פעילים בתהליך התגובה הקטליטי, והביצועים הקטליטיים משופרים משמעותית.

איור 2 הכנת MA פונקציונלי על ידי סינתזה במקום

2.2 שיטת הספגה

טבילה את ה- MA המוכנה לקבוצה שהשתנה, וקבלת חומר ה- MA שהשתנה לאחר הטיפול, כדי להבין את ההשפעות של קטליזה, ספיחה וכדומה. Cai et al. הכין MA מ- P123 בשיטת סול-ג'ל, וספג אותה בתמיסת אתנול וטטרה-תילנפנטמין כדי להשיג חומר MA שהשתנה באמיני עם ביצועי ספיחה חזקים. בנוסף, Belkacemi et al. טבל ב- ZnCl2solution על ידי אותו תהליך כדי להשיג חומרי MA שונו אבץ מסוממים. שטח הפנים הספציפי ונפח הנקבוביות הם 394m2/g ו- 0.55 ס"מ/גרם, בהתאמה. בהשוואה לשיטת הסינתזה במקום, לשיטת ההספגה יש פיזור יסודות טוב יותר, מבנה מזופורי יציב וביצועי ספיחה טובים, אך כוח האינטראקציה בין רכיבים פעילים למנשא אלומינה הוא חלש, והפעילות הקטליטית מופרעת בקלות על ידי גורמים חיצוניים.

3 התקדמות פונקציונלית

הסינתזה של כדור הארץ הנדיר עם תכונות מיוחדות היא מגמת הפיתוח בעתיד. נכון לעכשיו, ישנן שיטות סינתזה רבות. פרמטרי התהליך משפיעים על הביצועים של MA. ניתן לכוונן את שטח הפנים הספציפי, נפח הנקבוביות וקוטר הנקבוביות של MA על ידי סוג התבנית והרכב מבשר האלומיניום. טמפרטורת הסיבוך וריכוז תבנית הפולימר משפיעים על שטח הפנים הספציפי ונפח הנקבוביות של MA. סוזוקי ויאמאוצ'י מצאו כי טמפרטורת הסתימה הוגדלה מ- 500 ℃ ל- 900 ℃. ניתן להגדיל את הצמצם וניתן להפחית את שטח הפנים. בנוסף, הטיפול בשינוי כדור הארץ הנדיר משפר את הפעילות, יציבות תרמית פני השטח, יציבות מבנית וחומציות פני השטח של חומרי MA בתהליך הקטליטי, ועומד בפיתוח פונקציונליזציה של MA.

3.1 ספיגת ספיגה

הפלואור במי שתייה בסין מזיק קשה. בנוסף, עליית תכולת הפלואור בתמיסת סולפט אבץ תעשייתי תוביל לקורוזיה של צלחת האלקטרודה, הידרדרות סביבת העבודה, ירידת איכות האבץ החשמלי וירידה בכמות המים הממוחזרים במערכת ייצור החומצות ותהליך האלקטרוליזה של תנור מיטה נוזלים צלייה בגז. נכון לעכשיו, שיטת הספיחה היא האטרקטיבית ביותר מבין השיטות הנפוצות של השפלה רטובה. עם זאת, ישנם כמה חסרונות, כמו יכולת ספיחה לקויה, טווח pH צר זמינה, זיהום משני וכן הלאה. פחמן מופעל, אלומינה אמורפית, אלומינה מופעלת וסופגים אחרים שימשו להפחתת מים, אך עלות הספיגה היא גבוהה, ויכולת הספיחה של תמיסה ניטרלית F-in או ריכוז גבוה היא נמוכה של עריכה, אך נובעת מהשפלה בעלת השלטון הגבוה, אך נובעת בפיטורידין בעלת השטחה בעלת השטחה בעלת השטחה בעלת פלוסיה גבוהה, משמינה בעלת השטחה גבוהה. יכולת הספיחה הירודה של פלואוריד, ורק ב- pH <6 יכולה להיות בעלת ביצועי ספיחת פלואוריד טובים. MA משכה תשומת לב רחבה בבקרת זיהום סביבתי בגלל שטח הפנים הספציפי הגדול שלה, אפקט גודל הנקבוביות הייחודי, ביצועי בסיס חומצה, יציבות תרמית ומכני. Kundu et al. הכין MA עם יכולת ספיחת פלואור מקסימאלית של 62.5 מ"ג/גרם. יכולת הספיחה של פלואור של MA מושפעת מאוד מהמאפיינים המבניים שלה, כמו שטח פנים ספציפי, קבוצות פונקציונליות פני השטח, גודל הנקבוביות וגודל הנקבוביות הכולל. התאמת מבנה וביצוע של MA היא דרך חשובה לשפר את ביצועי הספיחה שלו.

בשל החומצה הקשה של LA והבסיסיות הקשה של פלואור, קיימת זיקה חזקה בין יוני LA לפלואור. בשנים האחרונות, מחקרים מסוימים מצאו כי LA כשינוי יכול לשפר את יכולת הספיחה של פלואוריד. עם זאת, בשל היציבות המבנית הנמוכה של ספיגת כדור הארץ הנדירה, אדמות נדירות יותר מוטלות לתמיסה, וכתוצאה מכך זיהום מים משני ופגיעה בבריאות האדם. לעומת זאת, ריכוז גבוה של אלומיניום בסביבת מים הוא אחד הרעלים לבריאות האדם. לכן יש צורך להכין סוג של ספיגה מורכבת עם יציבות טובה וללא שטיפה או פחות שטיפה של אלמנטים אחרים בתהליך הסרת הפלואור. MA ששונתה על ידי LA ו- CE הוכנה בשיטת הספגה (LA/MA ו- CE/MA). תחמוצות אדמה נדירות הועמסו בהצלחה על פני השטח של MA בפעם הראשונה, שהיו בעלי ביצועי השפלה גבוהים יותר. המנגנונים העיקריים של הסרת פלואורין הם ספיחה אלקטרוסטטית וספיחה כימית, האטרקציה האלקטרונית של המטען החיובי של פני השטח ותגובה מחליפה ליגנד משלבת עם הידרוקסיל על פני השטח, הקבוצה ההידרוקסילית על התפקוד של Adssorbent, מימן מימן-מימן, מימן של מימן-מימן, מימן של מימן- Consecorgent, יכולת הספיחה של פלואור, LA/MA מכילה יותר אתרי ספיחה הידרוקסיליים, ויכולת הספיחה של F עומדת בסדר גודל של LA/MA> CE/MA> MA. עם עליית הריכוז הראשוני, יכולת הספיחה של פלואור עולה. אפקט הספיחה הוא הטוב ביותר כאשר ה- pH הוא 5 ~ 9, ותהליך הספיחה של הסכמי פלואור עם מודל הספיחה האיזותרמית של Langmuir. בנוסף, זיהומים של יוני סולפט באלומינה יכולים גם להשפיע באופן משמעותי על איכות הדגימות. למרות שהמחקר הקשור על אלומינה שהשתנה באדמה נדיר בוצע, מרבית המחקר מתמקד בתהליך הספיגה, שקשה להשתמש בו באופן תעשייתי. בעתיד, אנו יכולים ללמוד את מנגנון הניתוק של קומפלקס פלואורין בתמיסה של גופרית של אפסורן של אקסורביטציה של אקסורטציה של אקסורטציה של אקסורטציה של אקסורטציה של זלפין, בפינה של עמידה, עם עמידה, בפינה של עמידה, עם עמידה, Zlination, מערכת הידרומטלורגיה, וקביעת מודל בקרת תהליכים לטיפול בתמיסת פלואור גבוהה המבוססת על אדמה נדירה ננו ננו ספיגה.

3.2 קטליסט

3.2.1 רפורמה יבשה של מתאן

כדור הארץ הנדיר יכול להתאים את החומציות (הבסיסיות) של חומרים נקבוביים, להגביר את מקום הפנוי של החמצן ולסנתז זרזים עם פיזור אחיד, סולם ננומטר ויציבות. לעתים קרובות הוא משמש לתמיכה במתכות אציליות ומתכות מעבר כדי לזרז את המתנציה של CO2. נכון לעכשיו, חומרים מזופוריים שהשתנו באדמה נדירים מתפתחים לקראת רפורמה יבשה של מתאן (MDR), השפלה פוטו -קטליטית של VOC וטיהור גז זנב. עם זאת, הסינון ותמצית הפחמן של חלקיקי Ni על פני השטח של Ni/Al2O3Lead עד לביטול המהיר של הזרז. לפיכך, יש צורך להוסיף מאיץ, לשנות את נשא הזרז ולשפר את מסלול ההכנה לשיפור הפעילות הקטליטית, היציבות והתנגדות חריכה. באופן כללי, תחמוצות כדור הארץ נדירות יכולות לשמש כמקדמים מבניים ואלקטרוניים בזרזים הטרוגניים, ומכוסות את פיזור ה- Ni ומשנה את תכונות ה- Ni המתכות באמצעות אינטראקציה חזקה של תמיכה במתכת.

MA נמצא בשימוש נרחב כדי לשפר את פיזור המתכות, ומספק איפוק למתכות פעילות כדי למנוע את אגרנותן. LA2O3with יכולת אחסון חמצן גבוהה משפרת את עמידות הפחמן בתהליך ההמרה, ו- LA2O3 פרומוטס את פיזור ה- CO באלומינה מזופורית, שיש לה פעילות וחוסן רפורמי גבוה. ה- LA2O3PROMOTER מגדיל את פעילות ה- MDR של CO/MA CATALYST, ו- CO3O4 ו- COAL2O4PHASES נוצרים על פני הזרז. עם זאת, הדגנים הקטנים המפוזרים ביותר של 8nm ~ 10nm. בתהליך MDR, האינטראקציה במקום בין LA2O3 ו- CO2Formed LA2O2CO3MESOPHASE, מה שגרם לחיסול יעיל של CXHY על פני הזרז. LA2O3PROMOTES הפחתת מימן על ידי מתן צפיפות אלקטרונים גבוהה יותר ושיפור פנוי חמצן ב- 10%CO/MA. תוספת של LA2O3RED מגרדת את אנרגיית ההפעלה לכאורה של צריכת CH4. לפיכך, שיעור ההמרה של CH4 גודל ל 93.7% ב 1073K K. תוספת של La2O3imimimpred של הפעילות הקטליטית, קידמה את הפחתה של H2, הגדילה את מספר האתרים הפעילים של CO0, ייצרה פחות פחמן שהופקד והגדילה את הפנוי לחמצן ל 73.3%.

CE ו- PR נתמכו ב- NI/AL2O3CATALYST בשיטת הספגת נפח שווה ב- LI XIAOFENG. לאחר הוספת CE ו- PR, הסלקטיביות ל- H2incred והסלקטיביות ל- CO ירדה. ל- MDR ששונתה על ידי יחסי ציבור הייתה יכולת קטליטית מצוינת, והסלקטיביות ל- H2inced מ 64.5% ל- 75.6%, ואילו הסלקטיביות ל- CO ירדה מ -31.4% Peng Shujing et al. שיטת סול-ג'ל משומשת, MA ששונה CE הוכנה עם איזופרופוקסיד אלומיניום, ממיס איזופרופנול והקסאהידרט של חנקתי. שטח הפנים הספציפי של המוצר היה מוגבר מעט. תוספת של CE הפחיתה את הצטברות של חלקיקים ננו-מוט על פני השטח. כמה קבוצות הידרוקסיל על פני השטח של γ- al2O3, מכוסות בעיקרון על ידי תרכובות CE. שופרה היציבות התרמית של MA, ושום טרנספורמציה שלב הגביש לא התרחשה לאחר סיום ב 1000 ℃ למשך 10 שעות. Wang Baowei et al. הכין MA חומר CEO2-AL2O4BY שיטת COPRECIPITION. Ceo2with דגנים זעירים מעוקבים התפזרו באופן אחיד באלומינה. לאחר תמיכה ב- CO ו- MO ב- CEO2-AL2O4, האינטראקציה בין אלומינה לרכיב פעיל CO ו- MO נעצרה למעשה על ידי CEO2

מקדמי האדמה הנדירים (LA, CE, Y ו- SM) משולבים עם זרז CO/MA עבור MDR, והתהליך מוצג באיור. 3. מקדמי האדמה הנדירים יכולים לשפר את פיזור ה- CO על נשא MA ולעכב את האגרומציה של חלקיקי CO. ככל שגודל החלקיקים קטן יותר, כך האינטראקציה Co-MA חזקה יותר, כך יכולת הקטליטית והסינון החזקה יותר בזרז YCO/MA, וההשפעות החיוביות של מספר מקדמים על פעילות MDR ותצהיר פחמן. 4 היא תמונת HRTEM לאחר טיפול ב- MDR ב- 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 למשך 8 שעות. חלקיקי CO קיימים בצורה של כתמים שחורים, ואילו נושאי MA קיימים בצורה של אפור, התלוי בהבדל בצפיפות האלקטרונים. בתמונת HRTEM עם 10%CO/MA (איור 4B), נצפתה אגרגרציה של חלקיקי מתכת CO על נושאי תואר שני, תוספת של מקדם כדור הארץ נדיר מפחיתה חלקיקי CO ל 11.0NM ~ 12.5nm. ל- YCO/MA יש אינטראקציה חזקה בשיתוף-MA, וביצועי הסינון שלה טובים יותר מזרזים אחרים. בנוסף, כפי שמוצג באיורים. 4B עד 4F, ננו -חוטי פחמן חלולים (CNF) מיוצרים על הזרזים, השומרים על מגע עם זרימת הגז ומונעים את ביטול ההפעלה של הזרז.

איור 3 השפעה של תוספת אדמה נדירה על תכונות פיזיקליות וכימיות וביצועים קטליטיים של MDR של זרז CO/MA

3.2.2 זרז deoxidation

Fe2O3/Meso-Ceal, זרז deoxidation מבוסס Ce עם CE, הוכן על ידי התייבשות חמצונית של 1- בוטן עם CO2As חמצון רך, ושימש בסינתזה של 1,3- בוטדיאן (BD). CE התפזר מאוד במטריקס אלומינה, ו- FE2O3/MESO היה מפוזר מאוד מזרז 2O3/meso-ceal-100 לא רק שיש לו מיני ברזל מפוזרים ותכונות מבניות טובות, אלא שיש לה גם יכולת אחסון חמצן טובה, כך שיש לה יכולת ספיחה טובה ויכולת הפעלה של CO2. כפי שמוצג באיור 5, תמונות TEM מראות כי Fe2O3/Meso-Ceal-100 הוא רגיל מראה כי מבנה הערוץ דמוי התולעת של mesoceal-100 הוא רופף ונקבובי, מה שמועיל לפיזור החומרים הפעילים, ואילו CE מפוזרים מאוד מסוממים בהצלחה במטריקס אלומינה. חומר ציפוי זרז המתכת האצילית העומד בתקן הפליטה הנמוך במיוחד של כלי רכב מנועים פיתח מבנה נקבוביות, יציבות הידרותרמית טובה ויכולת אחסון גדולה של חמצן.

3.2.3 זרז לרכבים

PD-RH תמך במתחמי אדמה נדירים מבוססי אלומיניום מבוסס אלומיניום alcezrtiox ו- allazrtiox כדי להשיג חומרי ציפוי זרזים לרכב. ניתן להשתמש בהצלחה בהצלחה במתחם אדמה נדיר מבוסס אלומיניום PD-RH/ALC כזרז טיהור פליטה של ​​רכב CNG עם עמידות טובה, ויעילות ההמרה של CH4, המרכיב העיקרי בגז הפליטה של ​​רכב CNG, גבוה ככל 97.8%. אימץ שיטה הידרותרמית שלב אחד להכנת החומר המורכב של אדמה נדירה לתואר שני כדי לממש את ההרכבה העצמית, הוזמנו מבשרים מזופוריים עם מצב גרורתי וצבירה גבוהה סינתזה, והסינתזה של ה- Re-AL תואמת את המודל של "יחידת צמיחה מורכבת", ובכך מימוש הטיהור של Automobile Autombile Thrut-Way Catatitic Catalitic.

איור 4 תמונות HRTEM של MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) ו- SMCO/MA (F)

איור 5 תמונת TEM (A) ו- EDS DIAGRAM (B, C) של FE2O3/MESO-CEAL-100

3.3 ביצועים זוהרים

אלקטרונים של אלמנטים אדמה נדירים נרגשים בקלות לעבור בין רמות אנרגיה שונות לבין אור אור. יוני אדמה נדירים משמשים לרוב כמפעילים להכנת חומרים זוהרים. ניתן להעמיס על יוני אדמה נדירים על פני השטח של מיקרוספרות חלולות של אלומיניום פוספט בשיטת Coprecipitation ושיטת חילופי יונים, וניתן להכין חומרים זוהרים ALPO4∶RE (LA, CE, PR, ND). אורך הגל הזוהר נמצא באזור האולטרה סגול הקרוב. MA נעשה לסרטים דקים בגלל האינרציה שלה, מוליכות קבועה דיאלקטרית נמוכה ונמוכה, מה שהופך אותו ליישום על מכשירים חשמליים ואופטיים, סרטים דקים, מחסומים, חיישנים וכו '. הוא יכול לשמש גם לצורך תגובה גבישים פוטוניים-מימדיים, דור דור אנטי-רפואציה. מכשירים אלה הם סרטים מוערמים עם אורך נתיב אופטי מוגדר, ולכן יש צורך לשלוט על מדד השבירה ועובי השבירה. בהווה, טיטניום דו חמצני ותחמוצת זירקוניום עם מדד שבירה גבוה ודו -חמצני סיליקון עם מדד שבירה נמוך משמשים לרוב לעיצוב ובניית מכשירים כאלה. טווח הזמינות של חומרים עם תכונות כימיות פני השטח שונות מורחב, המאפשר לתכנן חיישני פוטון מתקדמים. הצגת סרטי MA ו- Oxyhydroxide בעיצוב מכשירים אופטיים מראה פוטנציאל רב מכיוון שמדד השבירה דומה לזה של סיליקון דו חמצני. אבל התכונות הכימיות שונות.

3.4 יציבות תרמית

עם עליית הטמפרטורה, הסינון משפיע ברצינות על השפעת השימוש של זרז MA, ושטח הפנים הספציפי יורד ושלב הגבישי γ-AL2O3in הופך לשלבי Δ ו- θ לשלבי χ. לחומרי אדמה נדירים יש יציבות כימית טובה ויציבות תרמית, יכולת הסתגלות גבוהה וחומרי גלם זמינים וזולים בקלות. תוספת של אלמנטים אדמה נדירים יכולה לשפר את היציבות התרמית, עמידות בפני חמצון בטמפרטורה גבוהה ותכונות מכניות של המנשא, ולהתאים את חומציות השטח של המנשא. LA ו- CE הם מרכיבי השינוי הנפוצים והחקר ביותר. Lu Weiguang ואחרים מצאו כי תוספת של יסודות אדמה נדירים מנעה למעשה את ההתפשטות בתפזורת של חלקיקי אלומינה, LA ו- CE הגנה על קבוצות ההידרוקסיל על פני אלומינה, עיכבו סינון ושינוי פאזות והפחיתו את הנזק של הטמפרטורה הגבוהה למבנה מזופורי. לאלומינה המוכנה עדיין יש שטח פנים ספציפי גבוה ונפח הנקבוביות. עם זאת, יותר מדי או מעט מדי יסוד אדמה נדיר יפחית את היציבות התרמית של האלומינה. Li Yanqiu et al. הוסיפו 5% LA2O3TO γ-AL2O3, אשר שיפרו את היציבות התרמית והגדילו את נפח הנקבוביות ואת שטח הפנים הספציפי של מנשא האלומינה. כפי שניתן לראות באיור 6, LA2O3added ל- γ-AL2O3, שיפר את היציבות התרמית של המנשא המורכב האדמה הנדיר.

בתהליך של סמים חלקיקים ננו-סיביים עם LA ל- MA, שטח הפנים של BET ונפח הנקבוביות של MA-LA גבוהות יותר מאלו של MA כאשר טמפרטורת הטיפול בחום עולה, ולסמים עם LA יש השפעה מפגרת ברורה על הסינון בטמפרטורה גבוהה. כפי שמוצג באיור. 7, עם עליית הטמפרטורה, LA מעכב את התגובה של צמיחת התבואה ושינוי פאזה, ואילו תאנים. 7A ו- 7C מראים הצטברות של חלקיקים מנו-סיביים. באיור. 7B, קוטר החלקיקים הגדולים המיוצרים על ידי סתימה ב 1200 ℃ הוא בערך 100nm. זה מסמן את הסינון המשמעותי של MA. בנוסף, בהשוואה ל- MA-1200, MA-LA-1200 אינו מצטבר לאחר טיפול בחום. עם תוספת של LA, לחלקיקי ננו-סיבים יש יכולת סינון טובה יותר. אפילו בטמפרטורת הסכמה גבוהה יותר, LA מסוממת עדיין מפוזרת מאוד על פני השטח. ניתן להשתמש ב- La Modified MA כמוביל של זרז PD בתגובת C3H8oxidation.

איור 6 מודל מבנה של אלומינה סינטרית עם וללא יסודות אדמה נדירים

איור 7 תמונות TEM של MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) ו- MA-LA-1200 (D)

מסקנה 4

מוצגת התקדמות ההכנה ויישום פונקציונאלי של חומרי MA שהשתנו באדמה נדירים. MA נדיר שהשתנה בכדור הארץ נמצא בשימוש נרחב. אף על פי שמחקרים רבים נעשו ביישום קטליטי, יציבות תרמית וספיחה, לחומרים רבים יש עלות גבוהה, כמות סמים נמוכה, סדר לקוי וקשה לתעשייה. העבודה הבאה צריכה להיעשות בעתיד: לייעל את ההרכב והמבנה של MA שהשתנה באדמה נדירה, בחר את התהליך המתאים, ענה על ההתפתחות הפונקציונלית; קביעת מודל בקרת תהליכים המבוסס על תהליך פונקציונלי להפחתת העלויות ולמימוש הייצור התעשייתי; על מנת למקסם את היתרונות של משאבי כדור הארץ הנדירים של סין, עלינו לחקור את המנגנון של שינוי אדמה נדיר, לשפר את התיאוריה ואת התהליך של הכנת תואר שני נדיר אדמה.

פרויקט קרן: פרויקט חדשנות מדעי וטכנולוגי של שאנשי (2011KTDZ01-04-01); מחוז שאנשי 2019 פרויקט מחקר מדעי מיוחד (19JK0490); 2020 פרויקט מחקר מדעי מיוחד של מכללת Huaqing, XI 'אוניברסיטה לארכיטקטורה וטכנולוגיה (20KY02)

מקור: כדור הארץ הנדיר