Међу не-силицијумским оксидима, глиница има добре механичке особине, отпорност на високе температуре и отпорност на корозију, док мезопорозна глиница (МА) има подесиву величину пора, велику специфичну површину, велику запремину пора и ниску цену производње, која се широко користи у катализи, контролисано ослобађање лека, адсорпција и друга поља, као што су крекинг, хидрокрекинг и хидродесулфуризација нафтних сировина. Микропорозна глиница је обично се користи у индустрији, али ће директно утицати на активност глинице, животни век и селективност катализатора. На пример, у процесу пречишћавања издувних гасова аутомобила, депоновани загађивачи из адитива за моторно уље ће формирати кокс, што ће довести до зачепљења пора катализатора, чиме ће се смањити активност катализатора. Сурфактант се може користити за прилагођавање структуре носача глинице да формира МА. Побољшајте његове каталитичке перформансе.
МА има ограничавајући ефекат, а активни метали се деактивирају након калцинације на високој температури. Поред тога, након калцинације на високим температурама долази до колапса мезопорозне структуре, скелет МА је у аморфном стању, а површинска киселост не може да испуни њене захтеве у области функционализације. Третман модификације је често потребан да би се побољшала каталитичка активност, стабилност мезопорозне структуре, површинска термичка стабилност и површинска киселост МА материјала. Уобичајене модификационе групе укључују хетероатоме метала (Фе, Цо, Ни, Цу, Зн, Пд, Пт, Зр, итд. ) и оксиди метала (ТиО2, НиО, Цо3О4, ЦуО, Цу2О, РЕ2О7, итд.) Нанесени на површину МА или допирани у скелет.
Посебна електронска конфигурација реткоземних елемената чини да његова једињења имају посебна оптичка, електрична и магнетна својства и користе се у каталитичким материјалима, фотоелектричним материјалима, адсорпционим материјалима и магнетним материјалима. Мезопорозни материјали модификовани ретком земљом могу да подесе киселинско (алкално) својство, повећају празнину кисеоника и синтетишу метални нанокристални катализатор са уједначеном дисперзијом и стабилном нанометарском скалом. Одговарајући порозни материјали и ретке земље могу побољшати површинску дисперзију металних нанокристала и стабилност и таложење угљеника отпорност катализатора. У овом раду биће представљена модификација ретких земаља и функционализација МА ради побољшања каталитичких перформанси, термичке стабилности, капацитета складиштења кисеоника, специфичне површине и структуре пора.
1 МА припрема
1.1 припрема носача глинице
Метода припреме носача глинице одређује његову дистрибуцију структуре пора, а уобичајене методе припреме укључују метод дехидратације псеудобемита (ПБ) и метод сол-гел. Псеудобоемит (ПБ) је први предложио Цалвет, а Х+ је промовисао пептизацију да би се добио γ-АлООХ колоидни ПБ који садржи међуслојну воду, која је калцинисана и дехидрирана на високој температури да би се формирала глиница. Према различитим сировинама, често се дели на метод преципитације, метод карбонизације и метод хидролизе алкохола алуминијума. На колоидну растворљивост ПБ утиче кристалност, а оптимизује се са повећањем кристалности, а такође је под утицајем параметара радног процеса.
ПБ се обично припрема методом преципитације. Алкалија се додаје у раствор алумината или се киселина додаје у раствор алумината и исталожи да се добије хидратисани алуминијум (алкална преципитација), или се киселина додаје у алуминатну преципитацију да би се добио монохидрат алуминијума, који се затим испере, осуши и калцинише да би се добио ПБ. Метода преципитације је лака за руковање и ниска цена, која се често користи у индустријској производњи, али на њу утичу многи фактори (пХ раствора, концентрација, температура итд.). И ти услови за добијање честица са бољом дисперзибилношћу су строги. У методи карбонизације Ал(ОХ)3 се добија реакцијом ЦО2 и НаАлО2, а ПБ се може добити након старења. Овај метод има предности једноставног рада, високог квалитета производа, без загађења и ниске цене, и може припремити глиницу са високом каталитичком активношћу, одличном отпорношћу на корозију и високом специфичном површином са малим улагањем и високим повратом. Често се користи метода хидролизе алуминијум алкоксида за припрему ПБ високе чистоће. Алуминијум алкоксид се хидролизује да би се формирао монохидрат алуминијум оксида, а затим се третира да би се добио ПБ високе чистоће, који има добру кристалност, уједначену величину честица, концентрисану расподелу величине пора и висок интегритет сферних честица. Међутим, процес је сложен и тешко га је опоравити због употребе одређених токсичних органских растварача.
Поред тога, неорганске соли или органска једињења метала се обично користе за припрему прекурсора глинице сол-гел методом, а чиста вода или органски растварачи се додају да би се припремили раствори да би се добио сол, који се затим желира, суши и пржи. Тренутно је процес припреме глинице и даље унапређен на основу методе дехидратације ПБ, а метода карбонизације је постала главна метода за индустријску производњу глинице због своје економичности и заштите животне средине. Глиница припремљена сол-гел методом је привукла велику пажњу због уједначеније расподеле величине пора, што је потенцијална метода, али је потребно побољшати да би се остварила индустријска примена.
1.2 Припрема МА
Конвенционална глиница не може да испуни функционалне захтеве, па је потребно припремити МА високих перформанси. Методе синтезе обично укључују: метод нано ливења са угљеничним калупом као тврдим шаблоном; Синтеза СДА: Процес самосастављања изазван испаравањем (ЕИСА) у присуству меких шаблона као што је СДА и других катјонских, ањонских или нејонских сурфактаната.
1.2.1 ЕИСА процес
Мекани шаблон се користи у киселом стању, чиме се избегава компликован и дуготрајан процес методе тврде мембране и може се остварити континуирана модулација отвора бленде. Припрема МА од стране ЕИСА привукла је велику пажњу због своје лаке доступности и поновљивости. Могу се припремити различите мезопорозне структуре. Величина пора МА може се подесити променом дужине хидрофобног ланца сурфактанта или подешавањем моларног односа катализатора хидролизе према прекурсору алуминијума у раствору. Због тога, ЕИСА, такође познат као синтеза у једном кораку и модификација сол-гел метода високе површине површине МА и наређене мезопорозне глинице (ОМА), примењена је на различите меке шаблоне, као што су П123, Ф127, триетаноламин (чај) итд. ЕИСА може да замени процес заједничког састављања органоалуминијумских прекурсора, као што су алуминијумски алкоксиди и шаблони површински активних материја, обично алуминијум изопропоксид и П123, за обезбеђивање мезопорозних материјала. Успешан развој ЕИСА процеса захтева прецизно подешавање хидролизе и кинетика кондензације да би се добио стабилан сол и омогућио развој мезофазе формиране од мицеле сурфактанта у раствору.
У ЕИСА процесу, употреба неводених растварача (као што је етанол) и органских агенаса за формирање комплекса може ефикасно успорити хидролизу и стопу кондензације органоалуминијумских прекурсора и индуковати самосастављање ОМА материјала, као што су Ал(ОР)3 и алуминијум изопропоксид. Међутим, у неводеним испарљивим растварачима, шаблони сурфактаната обично губе своју хидрофилност/хидрофобност. Поред тога, због кашњења хидролизе и поликондензације, међупроизвод има хидрофобну групу, што отежава интеракцију са шаблоном сурфактанта. Само када се концентрација сурфактанта и степен хидролизе и поликондензације алуминијума постепено повећавају у процесу испаравања растварача, може доћи до самосастављања шаблона и алуминијума. Због тога ће многи параметри који утичу на услове испаравања растварача и реакцију хидролизе и кондензације прекурсора, као што су температура, релативна влажност, катализатор, брзина испаравања растварача, итд., утицати на коначну структуру склопа. Као што је приказано на сл. 1, ОМА материјали са високом термичком стабилношћу и високим каталитичким перформансама синтетисани су солвотермалним потпомогнутим испаравањем индукованим самосастављањем (СА-ЕИСА). солвотермални третман је промовисао потпуну хидролизу алуминијумских прекурсора да би се формирале мале кластер алуминијум хидроксилне групе, што је побољшало интеракцију између сурфактаната и алуминијума. Дводимензионална хексагонална мезофаза је формирана у ЕИСА процесу и калцинисана на 400℃ да би се формирао ОМА материјал. У традиционалном ЕИСА процесу, процес испаравања је праћен хидролизом прекурсора органоалуминијума, тако да услови испаравања имају важан утицај на реакцију и коначну структуру ОМА. Корак солвотермалног третмана промовише потпуну хидролизу претходника алуминијума и производи делимично кондензоване груписане алуминијум хидроксилне групе. ОМА се формира у широком опсегу услова испаравања. У поређењу са МА припремљеном традиционалном ЕИСА методом, ОМА припремљен методом СА-ЕИСА има већи волумен пора, бољу специфичну површину и бољу термичку стабилност. У будућности, ЕИСА метода се може користити за припрему МА ултра великог отвора са високом стопом конверзије и одличном селективношћу без употребе средства за развртање.
Слика 1 дијаграм тока СА-ЕИСА методе за синтезу ОМА материјала
1.2.2 други процеси
Конвенционална припрема МА захтева прецизну контролу параметара синтезе да би се постигла јасна мезопорозна структура, а уклањање шаблонских материјала је такође изазовно, што компликује процес синтезе. Тренутно, многе литературе су известиле о синтези МА са различитим шаблонима. Последњих година, истраживања су се углавном фокусирала на синтезу МА са глукозом, сахарозом и скробом као шаблонима помоћу алуминијум изопропоксида у воденом раствору. Већина ових МА материјала се синтетише из алуминијум нитрата, сулфата и алкоксида као извора алуминијума. МА ЦТАБ се такође добија директном модификацијом ПБ као извора алуминијума. МА са различитим структурним својствима, тј. Ал2О3)-1, Ал2О3)-2 и ал2о3И има добру термичку стабилност. Додатак сурфактанта не мења инхерентну кристалну структуру ПБ, али мења начин слагања честица. Поред тога, формирање Ал2О3-3 настаје адхезијом наночестица стабилизованих ПЕГ органским растварачем или агрегацијом око ПЕГ. Међутим, дистрибуција величине пора Ал2О3-1 је веома уска. Поред тога, припремљени су катализатори на бази паладијума са синтетичким МА као носачем. У реакцији сагоревања метана, катализатор на бази Ал2О3-3 показао је добре каталитичке перформансе.
По први пут, МА са релативно уском дистрибуцијом величине пора је припремљен коришћењем јефтине и алуминијумом богате алуминијумске црне шљаке АБД. Производни процес укључује процес екстракције на ниској температури и нормалном притиску. Чврсте честице које остају у процесу екстракције неће загађивати животну средину и могу се нагомилати са малим ризиком или поново користити као пунило или агрегат у бетонској примени. Специфична површина синтетизованог МА је 123~162м2/г, дистрибуција величине пора је уска, полупречник врха је 5,3нм, а порозност 0,37 цм3/г. Материјал је нано величине, а величина кристала је око 11 нм. Синтеза у чврстом стању је нови процес за синтезу МА, који се може користити за производњу радиохемијског апсорбента за клиничку употребу. Сировине алуминијум хлорид, амонијум карбонат и глукоза се мешају у моларном односу 1:1,5:1,5, а МА се синтетише новом механохемијском реакцијом чврстог стања. Концентрисањем 131И у термалној батеријској опреми, укупан принос 131И након концентрације је 90 %, а добијени раствор131И[НаИ] има високу радиоактивну концентрацију (1,7ТБк/мЛ), чиме се остварује употреба великих доза131И[НаИ] капсула за лечење карцинома штитне жлезде.
Да сумирамо, у будућности, мали молекуларни шаблони се такође могу развити за конструисање вишеслојних уређених структура пора, ефикасно прилагођавање структуре, морфологије и површинских хемијских својстава материјала и генерисање велике површине и уређене црвоточине МА. Истражите јефтине шаблоне и изворе алуминијума, оптимизујте процес синтезе, разјасните механизам синтезе и водите процес.
Метод модификације 2 МА
Методе равномерне дистрибуције активних компоненти на МА носачу обухватају импрегнацију, синтезу на лицу места, преципитацију, јонску измену, механичко мешање и топљење, међу којима су прве две најчешће коришћене.
2.1 Метода синтезе на лицу места
Групе које се користе у функционалној модификацији додају се у процесу припреме МА да би се модификовала и стабилизовала скелетна структура материјала и побољшале каталитичке перформансе. Процес је приказан на слици 2. Лиу ет ал. синтетизован Ни/Мо-Ал2О3 ин ситу са П123 као шаблоном. И Ни и Мо су дисперговани у наређеним МА каналима, без уништавања мезопорозне структуре МА, а каталитичке перформансе су очигледно побољшане. Усвајање ин ситу методе раста на синтетизованом гама-ал2о3 супстрату, у поређењу са γ-Ал2О3, МнО2-Ал2О3 има већу БЕТ специфичну површину и запремину пора, и има бимодалну мезопорозну структуру са уском дистрибуцијом величине пора. МнО2-Ал2О3 има брзу брзину адсорпције и високу ефикасност за Ф-, и има широк опсег пХ примене (пХ=4~10), што је погодно за практичне услове индустријске примене. Перформансе рециклаже МнО2-Ал2О3 су боље од оних γ-Ал2О. Стабилност структуре треба даље да се оптимизује. Да сумирамо, МА модификовани материјали добијени синтезом на лицу места имају добар структурни поредак, снажну интеракцију између група и носача глинице, тесну комбинацију, велико оптерећење материјала и није лако изазвати осипање активних компоненти у процесу каталитичке реакције. , а каталитичке перформансе су значајно побољшане.
Слика 2 Припрема функционализованог МА ин-ситу синтезом
2.2 метода импрегнације
Потапање припремљеног МА у модификовану групу и добијање модификованог МА материјала након третмана, како би се остварили ефекти катализе, адсорпције и сл. Цаи ет ал. припремио МА из П123 сол-гел методом и натопио га у раствор етанола и тетраетиленпентамина да би се добио амино модификовани МА материјал са јаким адсорпционим перформансама. Поред тога, Белкацеми ет ал. умочен у раствор ЗнЦл2 истим поступком да би се добили наручени модификовани МА материјали допирани цинком. Специфична површина и запремина пора су 394 м2/г и 0,55 цм3/г, респективно. У поређењу са ин-ситу методом синтезе, метода импрегнације има бољу дисперзију елемената, стабилну мезопорозну структуру и добре перформансе адсорпције, али сила интеракције између активних компоненти и носача глинице је слаба, а каталитичку активност лако ометају спољни фактори.
3 функционални напредак
Синтеза МА ретких земаља са посебним својствима је тренд развоја у будућности. Тренутно постоји много метода синтезе. Параметри процеса утичу на перформансе МА. Специфична површина, запремина пора и пречник пора МА могу се подесити према типу шаблона и саставу прекурсора алуминијума. Температура калцинације и концентрација полимерног шаблона утичу на специфичну површину и запремину пора МА. Сузуки и Јамаучи су открили да је температура калцинације повећана са 500℃ на 900℃. Отвор се може повећати, а површина може да се смањи. Поред тога, третман модификацијом ретких земаља побољшава активност, површинску термичку стабилност, структурну стабилност и површинску киселост МА материјала у каталитичком процесу, и испуњава развој функционализације МА.
3.1 Адсорбент за дефлуорисање
Флуор у води за пиће у Кини је озбиљно штетан. Поред тога, повећање садржаја флуора у индустријском раствору цинк сулфата довешће до корозије плоче електроде, погоршања радног окружења, пада квалитета електричног цинка и смањења количине рециклиране воде у систему за производњу киселине. и процес електролизе димног гаса за печење пећи са флуидизованим слојем. Тренутно је метода адсорпције најатрактивнија међу уобичајеним методама влажне дефлуоризације. Међутим, постоје неки недостаци, као што су слаб капацитет адсорпције, уски доступни пХ опсег, секундарно загађење и тако даље. Активни угаљ, аморфна глиница, активирана глиница и други адсорбенти су коришћени за дефлуорацију воде, али цена адсорбената је висока, а капацитет адсорпције Ф-ин неутралног раствора или високе концентрације је низак. Активна глиница је постала најраспрострањенија. проучаван адсорбент за уклањање флуорида због свог високог афинитета и селективности према флуору при неутралној пХ вредности, али је ограничен слабим капацитетом адсорпције флуорида, и само при пХ <6 може имати добре перформансе адсорпције флуорида. МА је привукао широку пажњу у контроли загађења животне средине због своје велике специфичне површине, јединственог ефекта величине пора, киселинско-базних перформанси, термичке и механичке стабилности. Кунду ет ал. припремљен МА са максималним капацитетом адсорпције флуора од 62,5 мг/г. Капацитет адсорпције флуора МА у великој мери је под утицајем његових структурних карактеристика, као што су специфична површина, функционалне групе површине, величина пора и укупна величина пора. Прилагођавање структуре и перформанси МА је важан начин за побољшање његових перформанси адсорпције.
Због тврде киселине Ла и тврде базичности флуора, постоји јак афинитет између Ла и јона флуора. Последњих година, неке студије су откриле да Ла као модификатор може побољшати капацитет адсорпције флуорида. Међутим, због ниске структурне стабилности адсорбената ретких земаља, више ретких земаља се испире у раствор, што доводи до секундарног загађења воде и штете по здравље људи. С друге стране, висока концентрација алуминијума у воденој средини један је од отрова за људско здравље. Због тога је неопходно припремити неку врсту композитног адсорбента са добром стабилношћу и без испирања или мањег испирања других елемената у процесу уклањања флуора. МА модификован са Ла и Це је припремљен методом импрегнације (Ла/МА и Це/МА). оксиди ретких земаља су по први пут успешно убачени на површину МА, која је имала веће перформансе дефлуорисања. Главни механизми уклањања флуора су електростатичка адсорпција и хемијска адсорпција, привлачење електрона површинског позитивног наелектрисања и реакција размене лиганда у комбинацији са површинским хидроксилом, хидроксилна функционална група на површини адсорбента ствара водоничну везу са Ф-, модификација Ла и Це побољшава адсорпциони капацитет флуор, Ла/МА садржи више хидроксилних адсорпционих места, а капацитет адсорпције Ф је реда Ла/МА>Це/МА>МА. Са повећањем почетне концентрације, капацитет адсорпције флуора се повећава. Ефекат адсорпције је најбољи када је пХ 5~9, а процес адсорпције флуора је у складу са Лангмуировим изотермним моделом адсорпције. Поред тога, нечистоће сулфатних јона у глиници такође могу значајно утицати на квалитет узорака. Иако су спроведена сродна истраживања на ретким земним модификованим глиницама, већина истраживања се фокусира на процес адсорбента који се тешко индустријски користи. У будућности можемо проучавати механизам дисоцијације комплекса флуора у раствору цинк сулфата. и карактеристике миграције јона флуора, добијање ефикасног, јефтиног и обновљивог адсорбента јона флуора за дефлуорисање раствора цинк сулфата у цинку хидрометалуршки систем, и успоставити модел управљања процесом за третман раствора са високим садржајем флуора на бази реткоземног МА нано адсорбента.
3.2 Катализатор
3.2.1 Суви реформинг метана
Ретке земље могу подесити киселост (базичност) порозних материјала, повећати празнину кисеоника и синтетизовати катализаторе са уједначеном дисперзијом, нанометарском скалом и стабилношћу. Често се користи за подршку племенитим металима и прелазним металима да катализује метанацију ЦО2. Тренутно се мезопорозни материјали модификовани ретком земљом развијају у правцу сувог реформисања метана (МДР), фотокаталитичке деградације ВОЦ и пречишћавања отпадних гасова. У поређењу са племенитим металима (као што су Пд, Ру, Рх, итд.) и другим прелазним металима (као нпр. Цо, Фе, итд.), Ни/Ал2О3 катализатор се широко користи због своје веће каталитичке активности и селективности, високе стабилности и ниске цене за метан. Међутим, синтеровање и таложење угљеника наночестица Ни на површини Ни/Ал2О3 доводе до брзог деактивирања катализатора. Стога је неопходно додати акцелерант, модификовати носач катализатора и побољшати пут припреме да би се побољшала каталитичка активност, стабилност и отпорност на опекотине. Генерално, оксиди ретких земаља могу да се користе као структурни и електронски промотери у хетерогеним катализаторима, а ЦеО2 побољшава дисперзију Ни и мења својства металног Ни кроз снажну интеракцију металних носача.
МА се широко користи за побољшање дисперзије метала и обезбеђивање ограничења за активне метале како би се спречила њихова агломерација. Ла2О3 са високим капацитетом складиштења кисеоника повећава отпорност угљеника у процесу конверзије, а Ла2О3 промовише дисперзију Цо на мезопорозној глиници, која има високу реформску активност и еластичност. Ла2О3 промотор повећава МДР активност Цо/МА катализатора, а на површини катализатора се формирају фазе Цо3О4 и ЦоАл2О4. Међутим, високо дисперговани Ла2О3 има мала зрна од 8нм~10нм. У МДР процесу, ин-ситу интеракција између Ла2О3 и ЦО2 формирала је Ла2О2ЦО3 мезофазу, која је изазвала ефективну елиминацију ЦкХи на површини катализатора. Ла2О3 промовише редукцију водоника обезбеђивањем веће електронске густине и повећањем празнине кисеоника у 10%Цо/МА. Додатак Ла2О3 смањује привидну енергију активације потрошње ЦХ4. Стога је стопа конверзије ЦХ4 порасла на 93,7% на 1073К К. Додатак Ла2О3 је побољшао каталитичку активност, подстакао смањење Х2, повећао број активних места Цо0, произвео мање депонованог угљеника и повећао празнину кисеоника на 73,3%.
Це и Пр су подржани на Ни/Ал2О3 катализатору методом импрегнације једнаке запремине у Ли Ксиаофенгу. Након додавања Це и Пр, селективност према Х2 се повећала, а селективност према ЦО смањила. МДР модификован од стране Пр је имао одличну каталитичку способност, а селективност на Х2 је порасла са 64,5% на 75,6%, док је селективност према ЦО смањена са 31,4% Пенг Схујинг ет ал. коришћеном сол-гел методом, Це-модификовани МА је припремљен са алуминијум изопропоксидом, изопропанол растварачем и церијум нитратом хексахидратом. Специфична површина производа је мало повећана. Додатак Це је смањио агрегацију наночестица у облику шипке на површини МА. Неке хидроксилне групе на површини γ-Ал2О3 биле су у основи прекривене Це једињењима. Термичка стабилност МА је побољшана и није дошло до трансформације кристалне фазе након калцинације на 1000℃ током 10 сати. Ванг Баовеи ет ал. припремљен МА материјал ЦеО2-Ал2О4 методом копреципитације. ЦеО2 са кубичним ситним зрнцима је равномерно диспергован у глиници. Након подржавања Цо и Мо на ЦеО2-Ал2О4, ЦЕО2 је ефикасно инхибирао интеракцију између глинице и активне компоненте Цо и Мо.
Промотори ретких земаља (Ла, Це, и и См) су комбиновани са Цо/МА катализатором за МДР, а процес је приказан на сл. 3. Промотори ретких земаља могу побољшати дисперзију Цо на МА носачу и инхибирати агломерацију ко-честица. што је мања величина честица, то је јача интеракција Цо-МА, јача је каталитичка и способност синтеровања у ИЦо/МА катализатору, и позитивни ефекти неколико промотера на МДР активност и таложење угљеника. 4 је ХРТЕМ слика након МДР третмана на 1023К, Цо2: цх4: Н2 = 1 ∶ 1 ∶ 3,1 током 8 сати. Ко честице постоје у облику црних тачака, док МА носиоци постоје у облику сиве, што зависи од разлике електронске густине. на ХРТЕМ слици са 10% Цо/МА (слика 4б), агломерација металних честица Цо је примећена на ма носачима. Додатак промотора ретких земаља смањује Цо честице на 11,0 нм ~ 12,5 нм. ИЦо/МА има снажну Цо-МА интеракцију, а његове перформансе синтеровања су боље од других катализатора. поред тога, као што је приказано на сл. 4б до 4ф, шупље угљеничне наножице (ЦНФ) се производе на катализаторима, који одржавају контакт са протоком гаса и спречавају деактивацију катализатора.
Слика 3 Утицај додавања ретких земаља на физичка и хемијска својства и МДР каталитичке перформансе Цо/МА катализатора
3.2.2 Катализатор деоксидације
Фе2О3/Мезо-ЦеАл, катализатор деоксидације на бази Фе допираног Це, припремљен је оксидативном дехидрогенацијом 1-бутена са ЦО2 као меким оксидантом и коришћен је у синтези 1,3-бутадиена (БД). Це је био високо диспергован у матрици алуминијума, а Фе2О3/месо је био високо диспергован Фе2О3/Месо-ЦеАл-100 катализатор не само да има високо дисперговане врсте гвожђа и добра структурна својства, већ има и добар капацитет складиштења кисеоника, тако да има добар капацитет адсорпције и активације од ЦО2. Као што је приказано на слици 5, ТЕМ слике показују да је Фе2О3/Месо-ЦеАл-100 регуларан. То показује да је структура канала МесоЦеАл-100 попут црва лабава и порозна, што је корисно за дисперзију активних састојака, док је Це високо диспергован. је успешно допиран у матрици алуминијума. Материјал за облагање катализатора племенитог метала који задовољава стандарде ултра ниских емисија моторних возила има развијену структуру пора, добру хидротермалну стабилност и велики капацитет складиштења кисеоника.
3.2.3 Катализатор за возила
Пд-Рх је подржавао квартерне комплексе ретких земаља на бази алуминијума АлЦеЗрТиОк и АлЛаЗрТиОк за добијање материјала за облагање катализатора за аутомобиле. мезопорозни комплекс ретких земаља на бази алуминијума Пд-Рх/АЛЦ може се успешно користити као катализатор за пречишћавање издувних гасова возила на ЦНГ са добром издржљивошћу, а ефикасност конверзије ЦХ4, главне компоненте издувних гасова ЦНГ возила, износи чак 97,8%. Усвојите хидротермалну методу у једном кораку да припремите композитни материјал од ретке земље за самосастављање, синтетизовани су наручени мезопорозни прекурсори са метастабилним стањем и високом агрегацијом, а синтеза РЕ-Ал је у складу са моделом „јединице раста једињења“ , чиме је реализовано пречишћавање тросмерног катализатора монтираног на пост-монтирани аутомобилски издувни конвертор.
Слика 4 ХРТЕМ слике ма (а), Цо/МА(б), ЛаЦо/МА(ц), ЦеЦо/МА(д), ИЦо/МА(е) и СмЦо/МА(ф)
Слика 5 ТЕМ слика (А) и дијаграм ЕДС елемента (б,ц) Фе2О3/Месо-ЦеАл-100
3.3 светлосне перформансе
Електрони ретких земљаних елемената лако се побуђују да прелазе између различитих енергетских нивоа и емитују светлост. Јони ретких земаља се често користе као активатори за припрему луминисцентних материјала. Јони ретких земаља могу се нанети на површину шупљих микросфера алуминијум фосфата методом копреципитације и методом јонске размене, а могу се припремити и луминисцентни материјали АлПО4∶РЕ(Ла,Це,Пр,Нд). Таласна дужина луминисцента је у блиском ултраљубичастом региону. МА се прави у танке филмове због своје инерције, ниске диелектричне константе и ниске проводљивости, што га чини применљивим на електричне и оптичке уређаје, танке филмове, баријере, сензоре, итд. Такође може да се користи за сензорску реакцију једнодимензионалних фотонских кристала, генерисање енергије и премазе против рефлексије. Ови уређаји су наслагани филмови са одређеном дужином оптичке путање, тако да је неопходно контролисати индекс преламања и дебљину. Тренутно се за пројектовање и израду таквих уређаја често користе титанијум диоксид и цирконијум оксид са високим индексом преламања и силицијум диоксид са ниским индексом преламања. . Распон доступности материјала са различитим површинским хемијским својствима је проширен, што омогућава пројектовање напредних фотонских сензора. Увођење МА и оксихидроксидних филмова у дизајн оптичких уређаја показује велики потенцијал јер је индекс преламања сличан индексу силицијум диоксида. Али хемијска својства су другачија.
3.4 термичка стабилност
Са повећањем температуре, синтеровање озбиљно утиче на ефекат употребе МА катализатора, а специфична површина се смањује и γ-Ал2О3 у кристалној фази се трансформише у δ и θ до χ фазе. Материјали ретких земаља имају добру хемијску стабилност и термичку стабилност, високу прилагодљивост и лако доступне и јефтине сировине. Додатак ретких земљаних елемената може побољшати термичку стабилност, отпорност на оксидацију при високим температурама и механичка својства носача, и подесити киселост површине носача. Ла и Це су најчешће коришћени и проучавани модификациони елементи. Лу Веигуанг и други су открили да додавање реткоземних елемената ефикасно спречава дифузију честица глинице, Ла и Це штите хидроксилне групе на површини глинице, инхибирају синтеровање и фазну трансформацију и смањују оштећење мезопорозне структуре од високе температуре. . Припремљена глиница и даље има високу специфичну површину и запремину пора. Међутим, превише или премало реткоземног елемента ће смањити термичку стабилност глинице. Ли Ианкиу и др. додао 5% Ла2О3 у γ-Ал2О3, што је побољшало термичку стабилност и повећало запремину пора и специфичну површину носача алуминијума. Као што се може видети са слике 6, Ла2О3 додат γ-Ал2О3, побољшава термичку стабилност композитног носача ретких земаља.
У процесу допирања нано-влакнастих честица са Ла до МА, БЕТ површина и запремина пора МА-Ла су већи од оних код МА када се температура топлотног третмана повећава, а допирање са Ла има очигледан ефекат успоравања синтеровања при високим температурама. температура. као што је приказано на сл. 7, са порастом температуре, Ла инхибира реакцију раста зрна и фазну трансформацију, док сл. 7а и 7ц показују акумулацију нано-влакнастих честица. на сл. 7б, пречник великих честица произведених калцинацијом на 1200 ℃ је око 100 нм. То означава значајно синтеровање МА. Поред тога, у поређењу са МА-1200, МА-Ла-1200 се не агрегира након термичке обраде. Уз додатак Ла, честице нановлакна имају бољу способност синтеровања. чак и на вишој температури калцинације, допирани Ла је и даље високо диспергован на површини МА. Ла модификовани МА може да се користи као носач Пд катализатора у реакцији оксидације Ц3Х8.
Слика 6 Модел структуре синтеровања глинице са и без реткоземних елемената
Слика 7 ТЕМ слике МА-400 (а), МА-1200 (б), МА-Ла-400 (ц) и МА-Ла-1200 (д)
4 Закључак
Уводи се напредак припреме и функционалне примене реткоземних модификованих МА материјала. Реткоземни модификовани МА се широко користи. Иако је урађено много истраживања у области каталитичке примене, термичке стабилности и адсорпције, многи материјали имају високу цену, ниску количину допинга, лош ред и тешко их је индустријализирати. Следеће послове треба урадити у будућности: оптимизовати састав и структуру реткоземних модификованих МА, одабрати одговарајући процес, упознати функционални развој; Успоставити модел управљања процесом заснован на функционалном процесу ради смањења трошкова и реализације индустријске производње; Да бисмо максимизирали предности кинеских ресурса ретких земаља, требало би да истражимо механизам модификације МА ретких земаља, побољшамо теорију и процес припреме модификованог МА ретких земаља.
Пројекат Фонда: Пројекат свеукупне иновације науке и технологије Схаанки (2011КТДЗ01-04-01); Специјални научни истраживачки пројекат провинције Схаанки 2019 (19ЈК0490); Специјални научно-истраживачки пројекат Хуакинг колеџа, Универзитета за архитектуру и технологију Си'ан (20КИ02)
Извор: Ретка Земља
Време поста: 15.06.2021