అరుదైన భూమి సవరించిన మెసోపోరస్ అల్యూమినా యొక్క అప్లికేషన్ పురోగతి

నాన్-సిలిసియస్ ఆక్సైడ్‌లలో, అల్యూమినా మంచి యాంత్రిక లక్షణాలు, అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, అయితే మెసోపోరస్ అల్యూమినా (MA) సర్దుబాటు చేయగల రంధ్ర పరిమాణం, పెద్ద నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం, పెద్ద రంధ్ర పరిమాణం మరియు తక్కువ ఉత్పత్తి వ్యయం కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఉత్ప్రేరకంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, నియంత్రిత ఔషధ విడుదల, అధిశోషణం మరియు పెట్రోలియం ముడి యొక్క క్రాకింగ్, హైడ్రోక్రాకింగ్ మరియు హైడ్రోడెసల్ఫరైజేషన్ వంటి ఇతర క్షేత్రాలు పదార్థాలు.మైక్రోపోరస్ అల్యూమినాను సాధారణంగా పరిశ్రమలో ఉపయోగిస్తారు, అయితే ఇది అల్యూమినా యొక్క కార్యాచరణ, సేవా జీవితం మరియు ఉత్ప్రేరకం యొక్క ఎంపికను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఆటోమొబైల్ ఎగ్జాస్ట్ శుద్దీకరణ ప్రక్రియలో, ఇంజిన్ ఆయిల్ సంకలితాల నుండి డిపాజిట్ చేయబడిన కాలుష్య కారకాలు కోక్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది ఉత్ప్రేరకం రంధ్రాలను నిరోధించడానికి దారి తీస్తుంది, తద్వారా ఉత్ప్రేరకం యొక్క కార్యాచరణను తగ్గిస్తుంది. అల్యూమినా క్యారియర్ యొక్క నిర్మాణాన్ని MA ఏర్పాటు చేయడానికి సర్ఫ్యాక్టెంట్‌ని సర్దుబాటు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.దాని ఉత్ప్రేరక పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.

MA నిరోధక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత గణన తర్వాత క్రియాశీల లోహాలు నిష్క్రియం చేయబడతాయి. అదనంగా, అధిక-ఉష్ణోగ్రత గణన తర్వాత, మెసోపోరస్ నిర్మాణం కూలిపోతుంది, MA అస్థిపంజరం నిరాకార స్థితిలో ఉంది మరియు ఉపరితల ఆమ్లత్వం ఫంక్షనలైజేషన్ రంగంలో దాని అవసరాలను తీర్చదు. ఉత్ప్రేరక చర్య, మెసోపోరస్ నిర్మాణ స్థిరత్వం, ఉపరితల ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు MA పదార్థాల ఉపరితల ఆమ్లతను మెరుగుపరచడానికి తరచుగా మార్పు చికిత్స అవసరమవుతుంది. సాధారణ సవరణ సమూహాలలో మెటల్ హెటెరోటామ్‌లు (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, మొదలైనవి ఉంటాయి. ) మరియు మెటల్ ఆక్సైడ్లు (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, మొదలైనవి) MA ఉపరితలంపై లోడ్ చేయబడింది లేదా అస్థిపంజరంలోకి డోప్ చేయబడింది.

అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క ప్రత్యేక ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ దాని సమ్మేళనాలను ప్రత్యేక ఆప్టికల్, ఎలక్ట్రికల్ మరియు అయస్కాంత లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఉత్ప్రేరక పదార్థాలు, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు, అధిశోషణ పదార్థాలు మరియు అయస్కాంత పదార్థాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. అరుదైన భూమి సవరించిన మెసోపోరస్ పదార్థాలు యాసిడ్ (క్షార) లక్షణాన్ని సర్దుబాటు చేయగలవు, ఆక్సిజన్ ఖాళీని పెంచుతాయి మరియు ఏకరీతి వ్యాప్తి మరియు స్థిరమైన నానోమీటర్ స్కేల్‌తో లోహ నానోక్రిస్టలైన్ ఉత్ప్రేరకాన్ని సంశ్లేషణ చేయగలవు. తగిన పోరస్ పదార్థాలు మరియు అరుదైన ఎర్త్‌లు లోహ నానోక్రిస్టల్స్ మరియు కార్బన్ స్థిరత్వం యొక్క ఉపరితల వ్యాప్తిని మెరుగుపరుస్తాయి. ఉత్ప్రేరకాలు నిరోధకత. ఈ కాగితంలో, ఉత్ప్రేరక పనితీరు, ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఆక్సిజన్ నిల్వ సామర్థ్యం, ​​నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు రంధ్ర నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచడానికి MA యొక్క అరుదైన భూమి మార్పు మరియు ఫంక్షనలైజేషన్ పరిచయం చేయబడుతుంది.

1 MA తయారీ

1.1 అల్యూమినా క్యారియర్ తయారీ

అల్యూమినా క్యారియర్ యొక్క తయారీ పద్ధతి దాని రంధ్ర నిర్మాణ పంపిణీని నిర్ణయిస్తుంది మరియు దాని సాధారణ తయారీ పద్ధతులలో సూడో-బోహ్‌మైట్ (PB) డీహైడ్రేషన్ పద్ధతి మరియు సోల్-జెల్ పద్ధతి ఉన్నాయి. Pseudoboehmite (PB) మొదట కాల్వెట్చే ప్రతిపాదించబడింది మరియు H+అల్యుమినాను ఏర్పరచడానికి అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కాల్సిన్ చేయబడి మరియు డీహైడ్రేట్ చేయబడిన ఇంటర్లేయర్ వాటర్‌ను కలిగి ఉన్న γ-AlOOH కొల్లాయిడ్ PBని పొందేందుకు పెప్టైజేషన్‌ను ప్రోత్సహించింది. వివిధ ముడి పదార్థాల ప్రకారం, ఇది తరచుగా అవక్షేపణ పద్ధతి, కార్బొనైజేషన్ పద్ధతి మరియు ఆల్కహాల్అల్యూమినియం జలవిశ్లేషణ పద్ధతిగా విభజించబడింది. PB యొక్క ఘర్షణ ద్రావణీయత స్ఫటికాకారత ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది మరియు ఇది స్ఫటికాకార పెరుగుదలతో అనుకూలీకరించబడుతుంది మరియు ఆపరేటింగ్ ప్రక్రియ పారామితుల ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది.

PB సాధారణంగా అవపాతం పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది. ఆల్కలీని అల్యూమినేట్ ద్రావణంలో కలుపుతారు లేదా యాసిడ్‌ను అల్యూమినేట్ ద్రావణంలో కలుపుతారు మరియు హైడ్రేటెడ్ అల్యూమినా (క్షార అవపాతం) పొందేందుకు అవక్షేపించబడుతుంది లేదా అల్యూమినా మోనోహైడ్రేట్‌ను పొందేందుకు యాసిడ్‌ను అల్యూమినేట్ అవపాతంలో కలుపుతారు, తర్వాత దానిని కడిగి, ఎండబెట్టి మరియు పిబిని పొందేందుకు లెక్కించబడుతుంది. అవపాతం పద్ధతిని నిర్వహించడం సులభం మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది, ఇది పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే ఇది అనేక కారకాలచే ప్రభావితమవుతుంది (పరిష్కారం pH, ఏకాగ్రత, ఉష్ణోగ్రత మొదలైనవి).మరియు మెరుగైన విక్షేపణతో కణాన్ని పొందడం కోసం ఆ షరతు కఠినంగా ఉంటుంది. కార్బొనైజేషన్ పద్ధతిలో, CO2 మరియు NaAlO2 యొక్క ప్రతిచర్య ద్వారా Al(OH)3ని పొందవచ్చు మరియు వృద్ధాప్యం తర్వాత PBని పొందవచ్చు. ఈ పద్ధతి సాధారణ ఆపరేషన్, అధిక ఉత్పత్తి నాణ్యత, కాలుష్యం మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు అధిక ఉత్ప్రేరక చర్య, అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత మరియు తక్కువ పెట్టుబడితో మరియు అధిక రాబడితో అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యంతో అల్యూమినాను సిద్ధం చేయవచ్చు. అల్యూమినియం ఆల్కాక్సైడ్ జలవిశ్లేషణ పద్ధతి తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక స్వచ్ఛత PBని సిద్ధం చేయడానికి. అల్యూమినియం ఆల్కాక్సైడ్ హైడ్రోలైజ్ చేయబడి అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ మోనోహైడ్రేట్‌గా ఏర్పడుతుంది, ఆపై మంచి స్ఫటికీకరణ, ఏకరీతి కణ పరిమాణం, సాంద్రీకృత రంధ్ర పరిమాణం పంపిణీ మరియు గోళాకార కణాల యొక్క అధిక సమగ్రతను కలిగి ఉన్న అధిక-స్వచ్ఛత PBని పొందేందుకు చికిత్స చేస్తారు. అయితే, ప్రక్రియ సంక్లిష్టమైనది మరియు కొన్ని విషపూరితమైన సేంద్రీయ ద్రావకాలు ఉపయోగించడం వల్ల కోలుకోవడం కష్టం.

అదనంగా, అకర్బన లవణాలు లేదా లోహాల సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు సాధారణంగా సోల్-జెల్ పద్ధతి ద్వారా అల్యూమినా పూర్వగాములను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు సోల్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిష్కారాలను సిద్ధం చేయడానికి స్వచ్ఛమైన నీరు లేదా సేంద్రీయ ద్రావకాలు జోడించబడతాయి, తరువాత వాటిని జెల్ చేసి, ఎండబెట్టి మరియు కాల్చారు. ప్రస్తుతం, అల్యూమినా తయారీ ప్రక్రియ PB నిర్జలీకరణ పద్ధతి ఆధారంగా ఇంకా మెరుగుపడింది మరియు దాని ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణ కారణంగా పారిశ్రామిక అల్యూమినా ఉత్పత్తికి కార్బొనైజేషన్ పద్ధతి ప్రధాన పద్ధతిగా మారింది. సోల్-జెల్ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన అల్యూమినా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది. దాని మరింత ఏకరీతి రంధ్ర పరిమాణం పంపిణీ కారణంగా, ఇది సంభావ్య పద్ధతి, కానీ పారిశ్రామిక అనువర్తనాన్ని గ్రహించడానికి దీనిని మెరుగుపరచాలి.

1.2 MA తయారీ

సాంప్రదాయ అల్యూమినా ఫంక్షనల్ అవసరాలను తీర్చదు, కాబట్టి అధిక-పనితీరు గల MA ను సిద్ధం చేయడం అవసరం. సంశ్లేషణ పద్ధతులు సాధారణంగా వీటిని కలిగి ఉంటాయి: హార్డ్ టెంప్లేట్‌గా కార్బన్ అచ్చుతో నానో-కాస్టింగ్ పద్ధతి; SDA యొక్క సంశ్లేషణ: SDA మరియు ఇతర కాటినిక్, అయోనిక్ లేదా నాన్యోనిక్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు వంటి మృదువైన టెంప్లేట్‌ల సమక్షంలో బాష్పీభవన-ప్రేరిత స్వీయ-అసెంబ్లీ ప్రక్రియ (EISA).

1.2.1 EISA ప్రక్రియ

మృదువైన టెంప్లేట్ ఆమ్ల స్థితిలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది హార్డ్ మెమ్బ్రేన్ పద్ధతి యొక్క సంక్లిష్టమైన మరియు సమయం తీసుకునే ప్రక్రియను నివారిస్తుంది మరియు ఎపర్చరు యొక్క నిరంతర మాడ్యులేషన్‌ను గ్రహించగలదు. సులభంగా లభ్యత మరియు పునరుత్పత్తి కారణంగా EISA ద్వారా MA యొక్క తయారీ చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది. వివిధ మెసోపోరస్ నిర్మాణాలను సిద్ధం చేయవచ్చు. MA యొక్క రంధ్ర పరిమాణాన్ని సర్ఫ్యాక్టెంట్ యొక్క హైడ్రోఫోబిక్ చైన్ పొడవును మార్చడం ద్వారా లేదా ద్రావణంలో అల్యూమినియం పూర్వగామికి జలవిశ్లేషణ ఉత్ప్రేరకం యొక్క మోలార్ నిష్పత్తిని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా సర్దుబాటు చేయవచ్చు. అందువల్ల, EISA, ఒక-దశ సంశ్లేషణ మరియు అధిక ఉపరితలాన్ని సవరించే సోల్-జెల్ పద్ధతి అని కూడా పిలుస్తారు. ప్రాంతం MA మరియు ఆర్డర్ మెసోపోరస్ అల్యూమినా (OMA), వివిధ సాఫ్ట్ టెంప్లేట్‌లకు వర్తింపజేయబడింది, P123, F127, ట్రైఎథనోలమైన్ (టీ), మొదలైనవి. EISA, అల్యూమినియం ఆల్కాక్సైడ్‌లు మరియు సర్ఫ్యాక్టెంట్ టెంప్లేట్‌లు వంటి ఆర్గానోఅల్యూమినియం పూర్వగాముల సహ-అసెంబ్లీ ప్రక్రియను భర్తీ చేయగలదు, సాధారణంగా అల్యూమినియం ఐసోప్రొపాక్సైడ్ మరియు P123, మెసోపోరస్ మెటీరియల్‌లను అందించడానికి EciISA ప్రక్రియ విజయవంతమైన అవసరం. జలవిశ్లేషణ మరియు సంక్షేపణం యొక్క సర్దుబాటు స్థిరమైన సోల్‌ను పొందేందుకు గతిశాస్త్రం మరియు సోల్‌లోని సర్ఫ్యాక్టెంట్ మైకెల్స్‌చే ఏర్పడిన మెసోఫేస్ అభివృద్ధిని అనుమతిస్తుంది.

EISA ప్రక్రియలో, నాన్-సజల ద్రావకాలు (ఇథనాల్ వంటివి) మరియు ఆర్గానిక్ కాంప్లెక్సింగ్ ఏజెంట్ల ఉపయోగం ఆర్గానోఅల్యూమినియం పూర్వగాముల యొక్క జలవిశ్లేషణ మరియు సంగ్రహణ రేటును సమర్థవంతంగా నెమ్మదిస్తుంది మరియు అల్(OR)3మరియు వంటి OMA పదార్థాల స్వీయ-అసెంబ్లీని ప్రేరేపిస్తుంది. అల్యూమినియం ఐసోప్రొపాక్సైడ్. అయినప్పటికీ, సజల రహిత అస్థిర ద్రావకాలలో, సర్ఫ్యాక్టెంట్ టెంప్లేట్‌లు సాధారణంగా వాటి హైడ్రోఫిలిసిటీ/హైడ్రోఫోబిసిటీని కోల్పోతాయి. అదనంగా, జలవిశ్లేషణ మరియు పాలీకండెన్సేషన్ ఆలస్యం కారణంగా, ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తి హైడ్రోఫోబిక్ సమూహాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది సర్ఫ్యాక్టెంట్ టెంప్లేట్‌తో పరస్పర చర్య చేయడం కష్టతరం చేస్తుంది. ద్రావకం బాష్పీభవన ప్రక్రియలో సర్ఫ్యాక్టెంట్ యొక్క ఏకాగ్రత మరియు జలవిశ్లేషణ మరియు అల్యూమినియం యొక్క పాలీకండెన్సేషన్ స్థాయి క్రమంగా పెరిగినప్పుడు మాత్రమే టెంప్లేట్ మరియు అల్యూమినియం యొక్క స్వీయ-అసెంబ్లీ జరుగుతుంది. అందువల్ల, ద్రావకాల యొక్క బాష్పీభవన పరిస్థితులను ప్రభావితం చేసే అనేక పారామితులు మరియు పూర్వగాముల యొక్క జలవిశ్లేషణ మరియు సంక్షేపణ ప్రతిచర్య, ఉష్ణోగ్రత, సాపేక్ష ఆర్ద్రత, ఉత్ప్రేరకం, ద్రావకం బాష్పీభవన రేటు మొదలైనవి చివరి అసెంబ్లీ నిర్మాణాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. అంజీర్లో చూపిన విధంగా. 1, అధిక ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు అధిక ఉత్ప్రేరక పనితీరు కలిగిన OMA పదార్థాలు సాల్వోథర్మల్ అసిస్టెడ్ బాష్పీభవన ప్రేరిత స్వీయ-అసెంబ్లీ (SA-EISA) ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. solvothermal చికిత్స అల్యూమినియం పూర్వగాముల యొక్క పూర్తి జలవిశ్లేషణను చిన్న-పరిమాణ క్లస్టర్ అల్యూమినియం హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను ఏర్పరచడానికి ప్రోత్సహించింది, ఇది సర్ఫ్యాక్టెంట్లు మరియు అల్యూమినియం మధ్య పరస్పర చర్యను మెరుగుపరిచింది. EISA ప్రక్రియలో రెండు-డైమెన్షనల్ షట్కోణ మెసోఫేస్ ఏర్పడింది మరియు OMA మెటీరియల్‌ను రూపొందించడానికి 400℃ వద్ద లెక్కించబడుతుంది. సాంప్రదాయ EISA ప్రక్రియలో, బాష్పీభవన ప్రక్రియ ఆర్గానోఅల్యూమినియం పూర్వగామి యొక్క జలవిశ్లేషణతో కలిసి ఉంటుంది, కాబట్టి బాష్పీభవన పరిస్థితులు OMA యొక్క ప్రతిచర్య మరియు తుది నిర్మాణంపై ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. solvothermal చికిత్స దశ అల్యూమినియం పూర్వగామి యొక్క పూర్తి జలవిశ్లేషణను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు పాక్షికంగా ఘనీభవించిన క్లస్టర్డ్ అల్యూమినియం హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.OMA విస్తృతమైన బాష్పీభవన పరిస్థితులలో ఏర్పడుతుంది. సాంప్రదాయ EISA పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన MAతో పోలిస్తే, SA-EISA పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన OMA అధిక రంధ్ర పరిమాణం, మెరుగైన నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు మెరుగైన ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. భవిష్యత్తులో, రీమింగ్ ఏజెంట్‌ని ఉపయోగించకుండా అధిక మార్పిడి రేటు మరియు అద్భుతమైన ఎంపికతో అల్ట్రా-లార్జ్ ఎపర్చరు MAను సిద్ధం చేయడానికి EISA పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు.

OMA పదార్థాలను సంశ్లేషణ చేయడం కోసం SA-EISA పద్ధతి యొక్క Fig. 1 ఫ్లో చార్ట్

1.2.2 ఇతర ప్రక్రియలు

సాంప్రదాయిక MA తయారీకి స్పష్టమైన మెసోపోరస్ నిర్మాణాన్ని సాధించడానికి సంశ్లేషణ పారామితుల యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ అవసరం, మరియు టెంప్లేట్ పదార్థాల తొలగింపు కూడా సవాలుగా ఉంటుంది, ఇది సంశ్లేషణ ప్రక్రియను క్లిష్టతరం చేస్తుంది. ప్రస్తుతం, అనేక సాహిత్యాలు వివిధ టెంప్లేట్‌లతో MA సంశ్లేషణను నివేదించాయి. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పరిశోధన ప్రధానంగా సజల ద్రావణంలో అల్యూమినియం ఐసోప్రోపాక్సైడ్ ద్వారా టెంప్లేట్‌లుగా గ్లూకోజ్, సుక్రోజ్ మరియు స్టార్చ్‌తో MA సంశ్లేషణపై దృష్టి సారించింది. అల్యూమినియం మూలంగా PB యొక్క ప్రత్యక్ష మార్పు ద్వారా MA CTAB కూడా పొందవచ్చు. విభిన్న నిర్మాణ లక్షణాలతో MA, అంటే Al2O3)-1, Al2O3)-2 మరియు al2o3మరియు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. సర్ఫ్యాక్టెంట్ చేరిక PB యొక్క స్వాభావిక క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని మార్చదు, కానీ కణాల స్టాకింగ్ మోడ్‌ను మారుస్తుంది. అదనంగా, సేంద్రీయ ద్రావకం PEG ద్వారా స్థిరీకరించబడిన నానోపార్టికల్స్ యొక్క సంశ్లేషణ లేదా PEG చుట్టూ అగ్రిగేషన్ ద్వారా Al2O3-3 ఏర్పడుతుంది. అయినప్పటికీ, Al2O3-1 యొక్క రంధ్ర పరిమాణం పంపిణీ చాలా ఇరుకైనది. అదనంగా, పల్లాడియం-ఆధారిత ఉత్ప్రేరకాలు సింథటిక్ MAతో క్యారియర్‌గా తయారు చేయబడ్డాయి. మీథేన్ దహన ప్రతిచర్యలో, Al2O3-3 మద్దతు ఉన్న ఉత్ప్రేరకం మంచి ఉత్ప్రేరక పనితీరును చూపింది.

మొట్టమొదటిసారిగా, చౌకైన మరియు అల్యూమినియం అధికంగా ఉండే అల్యూమినియం బ్లాక్ స్లాగ్ ABDని ఉపయోగించడం ద్వారా సాపేక్షంగా ఇరుకైన రంధ్రాల పరిమాణం పంపిణీతో MA తయారు చేయబడింది. ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో తక్కువ ఉష్ణోగ్రత మరియు సాధారణ పీడనం వద్ద వెలికితీత ప్రక్రియ ఉంటుంది. వెలికితీత ప్రక్రియలో మిగిలిపోయిన ఘన కణాలు పర్యావరణాన్ని కలుషితం చేయవు మరియు తక్కువ ప్రమాదంతో పోగు చేయవచ్చు లేదా కాంక్రీట్ అప్లికేషన్‌లో పూరకంగా లేదా మొత్తంగా తిరిగి ఉపయోగించబడతాయి. సంశ్లేషణ చేయబడిన MA యొక్క నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం 123~162m2/g, రంధ్రాల పరిమాణం పంపిణీ ఇరుకైనది, గరిష్ట వ్యాసార్థం 5.3nm మరియు సారంధ్రత 0.37 cm3/g. పదార్థం నానో-పరిమాణం మరియు క్రిస్టల్ పరిమాణం సుమారు 11nm. సాలిడ్-స్టేట్ సింథసిస్ అనేది MAను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఒక కొత్త ప్రక్రియ, ఇది క్లినికల్ ఉపయోగం కోసం రేడియోకెమికల్ శోషక ఉత్పత్తికి ఉపయోగపడుతుంది. అల్యూమినియం క్లోరైడ్, అమ్మోనియం కార్బోనేట్ మరియు గ్లూకోజ్ ముడి పదార్థాలు 1: 1.5: 1.5 యొక్క మోలార్ నిష్పత్తిలో మిళితం చేయబడతాయి మరియు MA ఒక కొత్త ఘన-స్థితి యాంత్రిక రసాయన ప్రతిచర్య ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. థర్మల్ బ్యాటరీ పరికరాలలో 131I కేంద్రీకరించడం ద్వారా, మొత్తం దిగుబడి 0 తర్వాత 131I. %, మరియు పొందిన131I[NaI] ద్రావణంలో అధిక రేడియోధార్మిక సాంద్రత (1.7TBq/mL) ఉంటుంది, తద్వారా థైరాయిడ్ క్యాన్సర్ చికిత్స కోసం పెద్ద మోతాదులో 131I[NaI] క్యాప్సూల్స్‌ను ఉపయోగించడాన్ని గ్రహించారు.

సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, భవిష్యత్తులో, బహుళ-స్థాయి ఆర్డర్ చేసిన రంధ్ర నిర్మాణాలను నిర్మించడానికి, పదార్థాల నిర్మాణం, పదనిర్మాణం మరియు ఉపరితల రసాయన లక్షణాలను సమర్థవంతంగా సర్దుబాటు చేయడానికి మరియు పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం మరియు ఆర్డర్ చేసిన వార్మ్‌హోల్ MAను రూపొందించడానికి చిన్న మాలిక్యులర్ టెంప్లేట్‌లను కూడా అభివృద్ధి చేయవచ్చు. చౌకైన టెంప్లేట్లు మరియు అల్యూమినియం మూలాలను అన్వేషించండి, సంశ్లేషణ ప్రక్రియను ఆప్టిమైజ్ చేయండి, సంశ్లేషణ యంత్రాంగాన్ని స్పష్టం చేయండి మరియు ప్రక్రియకు మార్గనిర్దేశం చేయండి.

2 MA యొక్క సవరణ పద్ధతి

MA క్యారియర్‌పై సక్రియ భాగాలను ఏకరీతిలో పంపిణీ చేసే పద్ధతుల్లో ఇంప్రెగ్నేషన్, ఇన్-సిటు సింథ-సిస్, అవపాతం, అయాన్ మార్పిడి, మెకానికల్ మిక్సింగ్ మరియు మెల్టింగ్ ఉన్నాయి, వీటిలో మొదటి రెండు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి.

2.1 ఇన్-సిటు సంశ్లేషణ పద్ధతి

పదార్థం యొక్క అస్థిపంజరం నిర్మాణాన్ని సవరించడానికి మరియు స్థిరీకరించడానికి మరియు ఉత్ప్రేరక పనితీరును మెరుగుపరచడానికి MA సిద్ధం చేసే ప్రక్రియలో ఫంక్షనల్ సవరణలో ఉపయోగించే సమూహాలు జోడించబడతాయి. ప్రక్రియ మూర్తి 2 లో చూపబడింది. లియు మరియు ఇతరులు. Ni/Mo-Al2O3in సిటును P123తో టెంప్లేట్‌గా సంశ్లేషణ చేసింది. Ni మరియు Mo రెండూ MA యొక్క మెసోపోరస్ నిర్మాణాన్ని నాశనం చేయకుండా, ఆర్డర్ చేయబడిన MA ఛానెల్‌లలో చెదరగొట్టబడ్డాయి మరియు ఉత్ప్రేరక పనితీరు స్పష్టంగా మెరుగుపడింది. సంశ్లేషణ చేయబడిన గామా-al2o3సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఇన్-సిటు వృద్ధి పద్ధతిని అవలంబించడం, γ-Al2O3తో పోలిస్తే, MnO2-Al2O3 పెద్ద BET నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు రంధ్ర పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇరుకైన రంధ్ర పరిమాణం పంపిణీతో ద్విపద మెసోపోరస్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. MnO2-Al2O3 F- కోసం వేగవంతమైన శోషణ రేటు మరియు అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు విస్తృత pH అప్లికేషన్ పరిధిని కలిగి ఉంది (pH=4~10), ఇది ఆచరణాత్మక పారిశ్రామిక అనువర్తన పరిస్థితులకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. MnO2-Al2O3 యొక్క రీసైక్లింగ్ పనితీరు γ-Al2O కంటే మెరుగ్గా ఉంది. స్ట్రక్చరల్ స్టెబిలిటీ మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయబడాలి. మొత్తానికి, ఇన్-సిటు సంశ్లేషణ ద్వారా పొందిన MA సవరించిన పదార్థాలు మంచి నిర్మాణ క్రమాన్ని కలిగి ఉంటాయి, సమూహాలు మరియు అల్యూమినా క్యారియర్‌ల మధ్య బలమైన పరస్పర చర్య, గట్టి కలయిక, పెద్ద మెటీరియల్ లోడ్ మరియు ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్య ప్రక్రియలో క్రియాశీల భాగాలను తొలగించడం సులభం కాదు. , మరియు ఉత్ప్రేరక పనితీరు గణనీయంగా మెరుగుపడింది.

Fig. 2 ఇన్-సిటు సంశ్లేషణ ద్వారా ఫంక్షనలైజ్డ్ MA యొక్క తయారీ

2.2 ఫలదీకరణ పద్ధతి

ఉత్ప్రేరకము, అధిశోషణం మరియు వంటి వాటి ప్రభావాలను గ్రహించేందుకు, సవరించిన సమూహంలో సిద్ధం చేయబడిన MA ని ముంచడం మరియు చికిత్స తర్వాత సవరించిన MA మెటీరియల్‌ని పొందడం. కాయ్ మరియు ఇతరులు. సోల్-జెల్ పద్ధతి ద్వారా P123 నుండి MAను తయారు చేసి, బలమైన శోషణ పనితీరుతో అమైనో సవరించిన MA మెటీరియల్‌ని పొందేందుకు దానిని ఇథనాల్ మరియు టెట్రాఇథైలెనెపెంటమైన్ ద్రావణంలో నానబెట్టారు. అదనంగా, బెల్కాసెమి మరియు ఇతరులు. ఆర్డర్ చేయబడిన జింక్ డోప్డ్ మోడిఫైడ్ MA మెటీరియల్‌లను పొందేందుకు అదే ప్రక్రియ ద్వారా ZnCl2solutionలో ముంచబడుతుంది. నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు రంధ్ర పరిమాణం వరుసగా 394m2/g మరియు 0.55 cm3/g. ఇన్-సిటు సంశ్లేషణ పద్ధతితో పోలిస్తే, ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతి మెరుగైన మూలకం వ్యాప్తి, స్థిరమైన మెసోపోరస్ నిర్మాణం మరియు మంచి శోషణ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది, అయితే క్రియాశీల భాగాలు మరియు అల్యూమినా క్యారియర్ మధ్య పరస్పర చర్య బలహీనంగా ఉంది మరియు ఉత్ప్రేరక చర్య బాహ్య కారకాలచే సులభంగా జోక్యం చేసుకుంటుంది.

3 ఫంక్షనల్ పురోగతి

ప్రత్యేక లక్షణాలతో అరుదైన భూమి MA యొక్క సంశ్లేషణ భవిష్యత్తులో అభివృద్ధి ధోరణి. ప్రస్తుతం, అనేక సంశ్లేషణ పద్ధతులు ఉన్నాయి. ప్రక్రియ పారామితులు MA పనితీరును ప్రభావితం చేస్తాయి. MA యొక్క నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం, రంధ్ర పరిమాణం మరియు రంధ్ర వ్యాసాన్ని టెంప్లేట్ రకం మరియు అల్యూమినియం పూర్వగామి కూర్పు ద్వారా సర్దుబాటు చేయవచ్చు. గణన ఉష్ణోగ్రత మరియు పాలిమర్ టెంప్లేట్ ఏకాగ్రత నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు MA యొక్క రంధ్ర పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. సుజుకి మరియు యమౌచి గణన ఉష్ణోగ్రత 500℃ నుండి 900℃ వరకు పెరిగిందని కనుగొన్నారు.ఎపర్చరును పెంచవచ్చు మరియు ఉపరితల వైశాల్యాన్ని తగ్గించవచ్చు. అదనంగా, అరుదైన భూమి సవరణ చికిత్స ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియలో MA పదార్థాల కార్యాచరణ, ఉపరితల ఉష్ణ స్థిరత్వం, నిర్మాణ స్థిరత్వం మరియు ఉపరితల ఆమ్లతను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు MA ఫంక్షనలైజేషన్ అభివృద్ధికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.

3.1 డీఫ్లోరినేషన్ యాడ్సోర్బెంట్

చైనాలో త్రాగునీటిలో ఫ్లోరిన్ తీవ్రంగా హానికరం. అదనంగా, పారిశ్రామిక జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో ఫ్లోరిన్ కంటెంట్ పెరుగుదల ఎలక్ట్రోడ్ ప్లేట్ యొక్క తుప్పు, పని వాతావరణం క్షీణించడం, ఎలక్ట్రిక్ జింక్ నాణ్యత క్షీణత మరియు యాసిడ్ తయారీ వ్యవస్థలో రీసైకిల్ చేసిన నీటి పరిమాణం తగ్గుతుంది. మరియు ద్రవీకృత బెడ్ ఫర్నేస్ రోస్టింగ్ ఫ్లూ గ్యాస్ యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియ. ప్రస్తుతం, వెట్ డీఫ్లోరినేషన్ యొక్క సాధారణ పద్ధతులలో శోషణ పద్ధతి అత్యంత ఆకర్షణీయంగా ఉంది. అయినప్పటికీ, పేలవమైన శోషణ సామర్థ్యం, ​​ఇరుకైన అందుబాటులో ఉన్న pH పరిధి, ద్వితీయ కాలుష్యం మరియు మొదలైనవి వంటి కొన్ని లోపాలు ఉన్నాయి. సక్రియం చేయబడిన కార్బన్, నిరాకార అల్యూమినా, యాక్టివేటెడ్ అల్యూమినా మరియు ఇతర యాడ్సోర్బెంట్‌లు నీటిని డీఫ్లోరినేషన్ చేయడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి, అయితే యాడ్సోర్బెంట్‌ల ధర ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎఫ్-ఇన్ న్యూట్రల్ సొల్యూషన్ లేదా అధిక సాంద్రత యొక్క శోషణ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. యాక్టివేటెడ్ అల్యూమినా అత్యంత విస్తృతంగా మారింది. ఫ్లోరైడ్‌కు అధిక అనుబంధం మరియు ఎంపిక కారణంగా ఫ్లోరైడ్ తొలగింపు కోసం యాడ్సోర్బెంట్‌ను అధ్యయనం చేసింది తటస్థ pH విలువ, కానీ ఇది ఫ్లోరైడ్ యొక్క పేలవమైన శోషణ సామర్థ్యంతో పరిమితం చేయబడింది మరియు pH<6 వద్ద మాత్రమే ఇది మంచి ఫ్లోరైడ్ శోషణ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది.MA దాని పెద్ద నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం, ప్రత్యేకమైన రంధ్రాల పరిమాణం కారణంగా పర్యావరణ కాలుష్య నియంత్రణలో విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించింది. ప్రభావం, యాసిడ్-బేస్ పనితీరు, థర్మల్ మరియు మెకానికల్ స్థిరత్వం. కుందు మరియు ఇతరులు. 62.5 mg/g గరిష్ట ఫ్లోరిన్ శోషణ సామర్థ్యంతో తయారు చేయబడిన MA. MA యొక్క ఫ్లోరిన్ శోషణ సామర్థ్యం నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం, ఉపరితల క్రియాత్మక సమూహాలు, రంధ్ర పరిమాణం మరియు మొత్తం రంధ్ర పరిమాణం వంటి దాని నిర్మాణ లక్షణాల ద్వారా బాగా ప్రభావితమవుతుంది. MA యొక్క నిర్మాణం మరియు పనితీరు యొక్క సర్దుబాటు దాని అధిశోషణ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఒక ముఖ్యమైన మార్గం.

లా యొక్క గట్టి ఆమ్లం మరియు ఫ్లోరిన్ యొక్క కఠినమైన ప్రాథమికత్వం కారణంగా, లా మరియు ఫ్లోరిన్ అయాన్ల మధ్య బలమైన అనుబంధం ఉంది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, లా ఒక మాడిఫైయర్‌గా ఫ్లోరైడ్ యొక్క శోషణ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుందని కొన్ని అధ్యయనాలు కనుగొన్నాయి. అయినప్పటికీ, అరుదైన ఎర్త్ యాడ్సోర్బెంట్స్ యొక్క తక్కువ నిర్మాణ స్థిరత్వం కారణంగా, చాలా అరుదైన ఎర్త్‌లు ద్రావణంలోకి లీచ్ అవుతాయి, ఫలితంగా ద్వితీయ నీటి కాలుష్యం మరియు మానవ ఆరోగ్యానికి హాని కలుగుతుంది. మరోవైపు, నీటి వాతావరణంలో అల్యూమినియం యొక్క అధిక సాంద్రత మానవ ఆరోగ్యానికి విషాలలో ఒకటి. అందువల్ల, ఫ్లోరిన్ తొలగింపు ప్రక్రియలో మంచి స్థిరత్వం మరియు ఇతర మూలకాల లీచింగ్ లేదా తక్కువ లీచింగ్ లేకుండా ఒక రకమైన మిశ్రమ యాడ్సోర్బెంట్‌ను సిద్ధం చేయడం అవసరం. La మరియు Ce చే సవరించబడిన MA ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతి (La/MA మరియు Ce/MA) ద్వారా తయారు చేయబడింది. అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్లు మొదటిసారిగా MA ఉపరితలంపై విజయవంతంగా లోడ్ చేయబడ్డాయి, ఇది అధిక డీఫ్లోరినేషన్ పనితీరును కలిగి ఉంది. ఫ్లోరిన్ తొలగింపు యొక్క ప్రధాన విధానాలు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ శోషణ మరియు రసాయన శోషణం, ఉపరితల ధనాత్మక చార్జ్ మరియు లిగాండ్ మార్పిడి ప్రతిచర్య యొక్క ఎలక్ట్రాన్ ఆకర్షణ ఉపరితల హైడ్రాక్సిల్‌తో మిళితం, శోషక ఉపరితలంపై హైడ్రాక్సిల్ ఫంక్షనల్ సమూహం F-తో హైడ్రోజన్ బంధాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, లా మరియు Ce యొక్క మార్పు ఫ్లోరిన్ యొక్క శోషణ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, La/MA మరిన్ని హైడ్రాక్సిల్ శోషణ సైట్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు F యొక్క శోషణ సామర్థ్యం La/MA>Ce/MA>MA క్రమంలో ఉంటుంది. ప్రారంభ ఏకాగ్రత పెరుగుదలతో, ఫ్లోరిన్ యొక్క శోషణ సామర్థ్యం పెరుగుతుంది. pH 5~9 ఉన్నప్పుడు అధిశోషణం ప్రభావం ఉత్తమంగా ఉంటుంది మరియు ఫ్లోరిన్ యొక్క శోషణ ప్రక్రియ లాంగ్‌ముయిర్ ఐసోథర్మల్ శోషణ నమూనాకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. అదనంగా, అల్యూమినాలోని సల్ఫేట్ అయాన్ల మలినాలు కూడా నమూనాల నాణ్యతను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తాయి. అరుదైన ఎర్త్ సవరించిన అల్యూమినాపై సంబంధిత పరిశోధనలు జరిగినప్పటికీ, చాలా పరిశోధనలు యాడ్సోర్బెంట్ ప్రక్రియపై దృష్టి సారిస్తాయి, దీనిని పారిశ్రామికంగా ఉపయోగించడం కష్టం. భవిష్యత్తులో, జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో ఫ్లోరిన్ కాంప్లెక్స్ యొక్క డిస్సోసియేషన్ మెకానిజంను మనం అధ్యయనం చేయవచ్చు. మరియు ఫ్లోరిన్ అయాన్ల మైగ్రేషన్ లక్షణాలు, డీఫ్లోరినేషన్ కోసం సమర్థవంతమైన, తక్కువ-ధర మరియు పునరుత్పాదక ఫ్లోరిన్ అయాన్ యాడ్సోర్బెంట్‌ను పొందుతాయి జింక్ హైడ్రోమెటలర్జీ వ్యవస్థలో జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణం, మరియు అరుదైన భూమి MA నానో యాడ్సోర్బెంట్ ఆధారంగా అధిక ఫ్లోరిన్ ద్రావణాన్ని చికిత్స చేయడానికి ప్రక్రియ నియంత్రణ నమూనాను ఏర్పాటు చేయండి.

3.2 ఉత్ప్రేరకం

3.2.1 మీథేన్ యొక్క పొడి సంస్కరణ

అరుదైన భూమి పోరస్ పదార్థాల ఆమ్లతను (ప్రాథమికత) సర్దుబాటు చేయగలదు, ఆక్సిజన్ ఖాళీని పెంచుతుంది మరియు ఏకరీతి వ్యాప్తి, నానోమీటర్ స్కేల్ మరియు స్థిరత్వంతో ఉత్ప్రేరకాలను సంశ్లేషణ చేస్తుంది. CO2 యొక్క మెథనేషన్‌ను ఉత్ప్రేరకపరచడానికి నోబుల్ లోహాలు మరియు పరివర్తన లోహాలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి ఇది తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రస్తుతం, అరుదైన ఎర్త్ మోడిఫైడ్ మెసోపోరస్ పదార్థాలు మీథేన్ డ్రై రిఫార్మింగ్ (MDR), VOCల ఫోటోకాటలిటిక్ డిగ్రేడేషన్ మరియు టెయిల్ గ్యాస్ శుద్దీకరణ వైపు అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి. నోబుల్ మెటల్స్ (Pd, Ru, Rh, మొదలైనవి) మరియు ఇతర పరివర్తన లోహాలతో పోలిస్తే (ఉదా. Co, Fe, etc.), Ni/Al2O3catalyst దాని అధిక ఉత్ప్రేరక చర్య మరియు ఎంపిక కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, అధిక మీథేన్ కోసం స్థిరత్వం మరియు తక్కువ ధర. అయినప్పటికీ, Ni/Al2O3 ఉపరితలంపై Ni నానోపార్టికల్స్ యొక్క సింటరింగ్ మరియు కార్బన్ నిక్షేపణ ఉత్ప్రేరకం యొక్క వేగవంతమైన నిష్క్రియానికి దారి తీస్తుంది. అందువల్ల, ఉత్ప్రేరక చర్య, స్థిరత్వం మరియు స్కార్చ్ నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి యాక్సిలరెంట్‌ని జోడించడం, ఉత్ప్రేరకం క్యారియర్‌ను సవరించడం మరియు తయారీ మార్గాన్ని మెరుగుపరచడం అవసరం. సాధారణంగా, అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను వైవిధ్య ఉత్ప్రేరకాలలో స్ట్రక్చరల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రమోటర్‌లుగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు CeO2 Ni యొక్క వ్యాప్తిని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు బలమైన లోహ మద్దతు పరస్పర చర్య ద్వారా లోహ Ni యొక్క లక్షణాలను మారుస్తుంది.

MA విస్తృతంగా లోహాల వ్యాప్తిని మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు క్రియాశీల లోహాల సంగ్రహాన్ని నిరోధించడానికి నిగ్రహాన్ని అందిస్తుంది. అధిక ఆక్సిజన్ నిల్వ సామర్థ్యం కలిగిన La2O3 మార్పిడి ప్రక్రియలో కార్బన్ నిరోధకతను పెంచుతుంది మరియు La2O3 అధిక సంస్కరణ చర్య మరియు స్థితిస్థాపకత కలిగిన మెసోపోరస్ అల్యూమినాపై Co యొక్క వ్యాప్తిని ప్రోత్సహిస్తుంది. La2O3ప్రమోటర్ Co/MA ఉత్ప్రేరకం యొక్క MDR కార్యకలాపాన్ని పెంచుతుంది మరియు Co3O4మరియు CoAl2O4దశలు ఉత్ప్రేరకం ఉపరితలంపై ఏర్పడతాయి.అయితే, ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడిన La2O3లో 8nm~10nm చిన్న ధాన్యాలు ఉంటాయి. MDR ప్రక్రియలో, La2O3 మరియు CO2ల మధ్య ఉన్న ఇంటరాక్షన్ La2O2CO3మెసోఫేస్‌గా ఏర్పడింది, ఇది ఉత్ప్రేరకం ఉపరితలంపై CxHy యొక్క ప్రభావవంతమైన తొలగింపును ప్రేరేపించింది. La2O3 అధిక ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రతను అందించడం ద్వారా హైడ్రోజన్ తగ్గింపును ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు 10%Co/MAలో ఆక్సిజన్ ఖాళీని పెంచుతుంది. La2O3 యొక్క జోడింపు CH4 వినియోగం యొక్క స్పష్టమైన క్రియాశీలత శక్తిని తగ్గిస్తుంది. అందువల్ల, 1073K K వద్ద CH4 మార్పిడి రేటు 93.7%కి పెరిగింది. La2O3 యొక్క జోడింపు ఉత్ప్రేరక చర్యను మెరుగుపరిచింది, H2 యొక్క తగ్గింపును ప్రోత్సహించింది, Co0 క్రియాశీల సైట్‌ల సంఖ్యను పెంచింది, తక్కువ డిపాజిట్ చేయబడిన కార్బన్‌ను ఉత్పత్తి చేసింది మరియు ఆక్సిజన్ ఖాళీని 73.3%కి పెంచింది.

Li Xiaofengలో సమాన వాల్యూమ్ ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతి ద్వారా Ni/Al2O3catalystపై Ce మరియు Pr మద్దతు ఇవ్వబడ్డాయి. Ce మరియు Prని జోడించిన తర్వాత, H2కి సెలెక్టివిటీ పెరిగింది మరియు COకి ఎంపిక తగ్గింది. Pr ద్వారా సవరించబడిన MDR అద్భుతమైన ఉత్ప్రేరక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు H2కి ఎంపిక 64.5% నుండి 75.6%కి పెరిగింది, అయితే COకి ఎంపిక 31.4% నుండి తగ్గింది పెంగ్ షుజింగ్ మరియు ఇతరులు. సోల్-జెల్ పద్ధతిని ఉపయోగించారు, అల్యూమినియం ఐసోప్రొపాక్సైడ్, ఐసోప్రొపనాల్ ద్రావకం మరియు సిరియం నైట్రేట్ హెక్సాహైడ్రేట్‌తో Ce-మార్పు చేసిన MA తయారు చేయబడింది. ఉత్పత్తి యొక్క నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం కొద్దిగా పెరిగింది. Ce యొక్క చేరిక MA ఉపరితలంపై రాడ్ లాంటి నానోపార్టికల్స్ యొక్క అగ్రిగేషన్‌ను తగ్గించింది. γ- Al2O3 ఉపరితలంపై కొన్ని హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలు ప్రాథమికంగా Ce సమ్మేళనాలతో కప్పబడి ఉంటాయి. MA యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం మెరుగుపడింది మరియు 10 గంటలపాటు 1000℃ వద్ద గణన తర్వాత క్రిస్టల్ దశ పరివర్తన జరగలేదు. వాంగ్ బావోయి మరియు ఇతరులు. కోప్రెసిపిటేషన్ పద్ధతి ద్వారా MA మెటీరియల్ CeO2-Al2O4 సిద్ధం చేసింది. క్యూబిక్ చిన్న ధాన్యాలతో CeO2 అల్యూమినాలో ఏకరీతిలో చెదరగొట్టబడింది. CeO2-Al2O4లో Co మరియు Moకు మద్దతు ఇచ్చిన తర్వాత, అల్యూమినా మరియు క్రియాశీల భాగం Co మరియు Mo మధ్య పరస్పర చర్య CEO2చే సమర్థవంతంగా నిరోధించబడింది.

అరుదైన ఎర్త్ ప్రమోటర్లు (La, Ce, y మరియు Sm) MDR కోసం Co/MA ఉత్ప్రేరకంతో కలుపుతారు మరియు ప్రక్రియ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3. అరుదైన ఎర్త్ ప్రమోటర్లు MA క్యారియర్‌పై Co యొక్క వ్యాప్తిని మెరుగుపరుస్తాయి మరియు సహ కణాల సమూహాన్ని నిరోధించగలవు. చిన్న కణ పరిమాణం, బలమైన Co-MA పరస్పర చర్య, YCo/MA ఉత్ప్రేరకంలో ఉత్ప్రేరక మరియు సింటరింగ్ సామర్థ్యం బలంగా ఉంటుంది మరియు MDR కార్యాచరణ మరియు కార్బన్ నిక్షేపణపై అనేక ప్రమోటర్ల సానుకూల ప్రభావాలు. 4 అనేది 1023K వద్ద MDR చికిత్స తర్వాత HRTEM చిత్రం, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 8 గంటలకు. కో కణాలు నల్ల మచ్చల రూపంలో ఉంటాయి, అయితే MA క్యారియర్లు బూడిద రంగులో ఉంటాయి, ఇది ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత యొక్క వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. 10%Co/MA (Fig. 4b)తో ఉన్న HRTEM ఇమేజ్‌లో, Ma క్యారియర్‌లపై Co మెటల్ కణాల సముదాయం గమనించబడుతుంది. YCo/MA బలమైన Co-MA పరస్పర చర్యను కలిగి ఉంది మరియు దాని సింటరింగ్ పనితీరు ఇతర ఉత్ప్రేరకాల కంటే మెరుగ్గా ఉంది. అదనంగా, అత్తి పండ్లలో చూపిన విధంగా. 4b నుండి 4f వరకు, హాలో కార్బన్ నానోవైర్లు (CNF) ఉత్ప్రేరకాలపై ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, ఇవి గ్యాస్ ప్రవాహంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి మరియు ఉత్ప్రేరకాన్ని నిష్క్రియం చేయకుండా నిరోధిస్తాయి.

Fig. 3 భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలపై అరుదైన భూమి జోడింపు ప్రభావం మరియు Co/MA ఉత్ప్రేరకం యొక్క MDR ఉత్ప్రేరక పనితీరు

3.2.2 డీఆక్సిడేషన్ ఉత్ప్రేరకం

Fe2O3/Meso-CeAl, Ce-డోప్డ్ Fe-ఆధారిత డీఆక్సిడేషన్ ఉత్ప్రేరకం, CO2as సాఫ్ట్ ఆక్సిడెంట్‌తో 1- బ్యూటీన్ యొక్క ఆక్సీకరణ డీహైడ్రోజనేషన్ ద్వారా తయారు చేయబడింది మరియు 1,3- బ్యూటాడైన్ (BD) సంశ్లేషణలో ఉపయోగించబడింది. అల్యూమినా మ్యాట్రిక్స్‌లో Ce ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడింది మరియు Fe2O3/మెసో ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడిందిFe2O3/Meso-CeAl-100 ఉత్ప్రేరకం ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడిన ఇనుప జాతులు మరియు మంచి నిర్మాణ లక్షణాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా మంచి ఆక్సిజన్ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది మంచి శోషణ మరియు క్రియాశీలత సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. CO2. మూర్తి 5లో చూపినట్లుగా, TEM చిత్రాలు Fe2O3/Meso-CeAl-100 రెగ్యులర్‌గా ఉన్నాయని చూపిస్తుంది, MesoCeAl-100 యొక్క వార్మ్ లాంటి ఛానెల్ నిర్మాణం వదులుగా మరియు పోరస్‌గా ఉందని చూపిస్తుంది, ఇది క్రియాశీల పదార్ధాల వ్యాప్తికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, అయితే Ce ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడుతుంది. అల్యూమినా మ్యాట్రిక్స్‌లో విజయవంతంగా డోప్ చేయబడింది. మోటారు వాహనాల అల్ట్రా-తక్కువ ఉద్గార ప్రమాణానికి అనుగుణంగా ఉన్న నోబుల్ మెటల్ ఉత్ప్రేరకం పూత పదార్థం రంధ్రాల నిర్మాణం, మంచి హైడ్రోథర్మల్ స్థిరత్వం మరియు పెద్ద ఆక్సిజన్ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని అభివృద్ధి చేసింది.

3.2.3 వాహనాలకు ఉత్ప్రేరకం

Pd-Rh ఆటోమోటివ్ ఉత్ప్రేరకం పూత పదార్థాలను పొందేందుకు క్వాటర్నరీ అల్యూమినియం-ఆధారిత అరుదైన భూమి సముదాయాలు AlCeZrTiOx మరియు AllAZrTiOx మద్దతునిస్తుంది. మెసోపోరస్ అల్యూమినియం-ఆధారిత అరుదైన ఎర్త్ కాంప్లెక్స్ Pd-Rh/ALC మంచి మన్నికతో CNG వాహన ఎగ్జాస్ట్ ప్యూరిఫికేషన్ ఉత్ప్రేరకంగా విజయవంతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు CNG వెహికల్ ఎగ్జాస్ట్ గ్యాస్‌లో ప్రధాన భాగం అయిన CH4 యొక్క మార్పిడి సామర్థ్యం 97.8% వరకు ఉంది. స్వీయ-అసెంబ్లీని గ్రహించడానికి అరుదైన ఎర్త్ మా మిశ్రమ పదార్థాన్ని సిద్ధం చేయడానికి హైడ్రోథర్మల్ వన్-స్టెప్ పద్ధతిని అనుసరించండి, మెటాస్టేబుల్ స్థితి మరియు అధిక అగ్రిగేషన్‌తో ఆర్డర్ చేయబడిన మెసోపోరస్ పూర్వగాములు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి మరియు RE-Aల్ యొక్క సంశ్లేషణ "కాంపౌండ్ గ్రోత్ యూనిట్" యొక్క నమూనాకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. , తద్వారా ఆటోమొబైల్ ఎగ్జాస్ట్ పోస్ట్-మౌంటెడ్ త్రీ-వే ఉత్ప్రేరక యొక్క శుద్దీకరణను గ్రహించడం కన్వర్టర్.

Fig. 4 Ma (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) మరియు SmCo/MA(f) యొక్క HRTEM చిత్రాలు

Fig. 5 TEM చిత్రం (A) మరియు Fe2O3/Meso-CeAl-100 యొక్క EDS మూలకం రేఖాచిత్రం (b,c)

3.3 ప్రకాశించే పనితీరు

అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క ఎలక్ట్రాన్లు వివిధ శక్తి స్థాయిల మధ్య పరివర్తనకు సులభంగా ఉత్తేజితమవుతాయి మరియు కాంతిని విడుదల చేస్తాయి. ప్రకాశించే పదార్థాలను తయారు చేయడానికి అరుదైన భూమి అయాన్లు తరచుగా యాక్టివేటర్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి. కోప్రెసిపిటేషన్ పద్ధతి మరియు అయాన్ మార్పిడి పద్ధతి ద్వారా అల్యూమినియం ఫాస్ఫేట్ బోలు మైక్రోస్పియర్‌ల ఉపరితలంపై అరుదైన ఎర్త్ అయాన్‌లను లోడ్ చేయవచ్చు మరియు ప్రకాశించే పదార్థాలను AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) తయారు చేయవచ్చు. ప్రకాశించే తరంగదైర్ఘ్యం సమీప అతినీలలోహిత ప్రాంతంలో ఉంది. MA దాని జడత్వం, తక్కువ విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం మరియు తక్కువ వాహకత కారణంగా సన్నని చలనచిత్రాలుగా తయారు చేయబడింది, ఇది విద్యుత్ మరియు ఆప్టికల్ పరికరాలు, సన్నని చలనచిత్రాలు, అడ్డంకులు, సెన్సార్లు మొదలైన వాటికి వర్తిస్తుంది. ఇది కూడా చేయవచ్చు. ఒక డైమెన్షనల్ ఫోటోనిక్ క్రిస్టల్స్, ఎనర్జీ జనరేషన్ మరియు యాంటీ రిఫ్లెక్షన్ కోటింగ్‌లను సెన్సింగ్ రెస్పాన్స్ కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఈ పరికరాలు ఖచ్చితమైన ఆప్టికల్ పాత్ పొడవుతో పేర్చబడిన ఫిల్మ్‌లు, కాబట్టి వక్రీభవన సూచిక మరియు మందాన్ని నియంత్రించడం అవసరం. ప్రస్తుతం, అధిక వక్రీభవన సూచిక కలిగిన టైటానియం డయాక్సైడ్ మరియు జిర్కోనియం ఆక్సైడ్ మరియు తక్కువ వక్రీభవన సూచిక కలిగిన సిలికాన్ డయాక్సైడ్ తరచుగా ఇటువంటి పరికరాల రూపకల్పన మరియు నిర్మాణానికి ఉపయోగిస్తారు. . వివిధ ఉపరితల రసాయన లక్షణాలతో పదార్థాల లభ్యత పరిధి విస్తరించబడింది, ఇది అధునాతన ఫోటాన్ సెన్సార్‌లను రూపొందించడం సాధ్యం చేస్తుంది. ఆప్టికల్ పరికరాల రూపకల్పనలో MA మరియు ఆక్సిహైడ్రాక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ల పరిచయం గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపుతుంది ఎందుకంటే వక్రీభవన సూచిక సిలికాన్ డయాక్సైడ్ మాదిరిగానే ఉంటుంది.కానీ రసాయన లక్షణాలు భిన్నంగా ఉంటాయి.

3.4 ఉష్ణ స్థిరత్వం

ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, సింటరింగ్ అనేది MA ఉత్ప్రేరకం యొక్క వినియోగ ప్రభావాన్ని తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం తగ్గుతుంది మరియు γ-Al2O3in స్ఫటికాకార దశ δ మరియు θ నుండి χ దశలుగా రూపాంతరం చెందుతుంది. అరుదైన భూమి పదార్థాలు మంచి రసాయన స్థిరత్వం మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వం, అధిక అనుకూలత మరియు సులభంగా లభించే మరియు చౌకైన ముడి పదార్థాలను కలిగి ఉంటాయి. అరుదైన భూమి మూలకాల జోడింపు ఉష్ణ స్థిరత్వం, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆక్సీకరణ నిరోధకత మరియు క్యారియర్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు క్యారియర్ యొక్క ఉపరితల ఆమ్లతను సర్దుబాటు చేస్తుంది. లా మరియు సీ అనేవి సాధారణంగా ఉపయోగించే మరియు అధ్యయనం చేయబడిన సవరణ మూలకాలు. లు వీగువాంగ్ మరియు ఇతరులు అరుదైన ఎర్త్ ఎలిమెంట్స్ కలపడం వల్ల అల్యూమినా రేణువుల సమూహ వ్యాప్తిని సమర్థవంతంగా నిరోధించవచ్చని కనుగొన్నారు, లా మరియు సీ అల్యూమినా ఉపరితలంపై ఉన్న హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలను రక్షించాయి, సింటరింగ్ మరియు దశ పరివర్తనను నిరోధించాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత దెబ్బతిని మెసోపోరస్ నిర్మాణానికి తగ్గించాయి. . తయారు చేయబడిన అల్యూమినా ఇప్పటికీ అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు రంధ్ర పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంది. అయినప్పటికీ, చాలా ఎక్కువ లేదా చాలా తక్కువ అరుదైన భూమి మూలకం అల్యూమినా యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని తగ్గిస్తుంది. లి యాంక్యు మరియు ఇతరులు. 5% La2O3to γ-Al2O3 జోడించబడింది, ఇది ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరిచింది మరియు అల్యూమినా క్యారియర్ యొక్క రంధ్ర పరిమాణం మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచింది. మూర్తి 6 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, La2O3 γ-Al2O3కి జోడించబడింది, అరుదైన భూమి మిశ్రమ క్యారియర్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచండి.

లా నుండి MAతో నానో-ఫైబరస్ కణాలను డోపింగ్ చేసే ప్రక్రియలో, హీట్ ట్రీట్‌మెంట్ ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు BET ఉపరితల వైశాల్యం మరియు MA-La యొక్క రంధ్ర పరిమాణం MA కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు లాతో డోపింగ్ అధిక స్థాయిలో సింటరింగ్‌పై స్పష్టమైన రిటార్డింగ్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత. అంజీర్లో చూపిన విధంగా. 7, ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, లా ధాన్యం పెరుగుదల మరియు దశ పరివర్తన యొక్క ప్రతిచర్యను నిరోధిస్తుంది, అయితే అంజీర్. 7a మరియు 7c నానో-ఫైబరస్ కణాల చేరడం చూపుతాయి. అంజీర్ లో. 7b, 1200℃ వద్ద కాల్సినేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పెద్ద కణాల వ్యాసం సుమారు 100nm. ఇది MA యొక్క ముఖ్యమైన సింటరింగ్‌ను సూచిస్తుంది. అదనంగా, MA-1200తో పోలిస్తే, MA-La-1200 వేడి చికిత్స తర్వాత సమగ్రపరచబడదు. లా చేరికతో, నానో-ఫైబర్ కణాలు మెరుగైన సింటరింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అధిక గణన ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా, డోప్డ్ లా ఇప్పటికీ MA ఉపరితలంపై ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడుతుంది. లా సవరించిన MAను C3H8ఆక్సీకరణ చర్యలో Pd ఉత్ప్రేరకం యొక్క క్యారియర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.

అత్తి. 6 అరుదైన భూమి మూలకాలతో మరియు లేకుండా అల్యూమినా సింటరింగ్ యొక్క నిర్మాణ నమూనా

Fig. MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) మరియు MA-La-1200(d) యొక్క 7 TEM చిత్రాలు

4 ముగింపు

అరుదైన భూమి సవరించిన MA పదార్థాల తయారీ మరియు క్రియాత్మక అప్లికేషన్ యొక్క పురోగతి పరిచయం చేయబడింది. అరుదైన భూమి సవరించిన MA విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉత్ప్రేరక అనువర్తనం, ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు అధిశోషణం గురించి చాలా పరిశోధనలు జరిగినప్పటికీ, చాలా పదార్థాలు అధిక ధర, తక్కువ డోపింగ్ మొత్తం, పేలవమైన ఆర్డర్ మరియు పారిశ్రామికీకరించడం కష్టం. భవిష్యత్తులో ఈ క్రింది పని చేయవలసి ఉంటుంది: అరుదైన భూమి సవరించిన MA యొక్క కూర్పు మరియు నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయండి, తగిన ప్రక్రియను ఎంచుకోండి, ఫంక్షనల్ డెవలప్‌మెంట్‌ను కలుసుకోండి; వ్యయాలను తగ్గించడానికి మరియు పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిని గ్రహించడానికి క్రియాత్మక ప్రక్రియ ఆధారంగా ప్రక్రియ నియంత్రణ నమూనాను ఏర్పాటు చేయండి; చైనా యొక్క అరుదైన భూమి వనరుల ప్రయోజనాలను పెంచడానికి, మేము అరుదైన భూమి MA సవరణ యొక్క యంత్రాంగాన్ని అన్వేషించాలి, అరుదైన భూమి సవరించిన MAను సిద్ధం చేసే సిద్ధాంతం మరియు ప్రక్రియను మెరుగుపరచాలి.

ఫండ్ ప్రాజెక్ట్: షాంగ్సీ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ మొత్తం ఇన్నోవేషన్ ప్రాజెక్ట్ (2011KTDZ01-04-01); షాంగ్సీ ప్రావిన్స్ 2019 స్పెషల్ సైంటిఫిక్ రీసెర్చ్ ప్రాజెక్ట్ (19JK0490); హువాకింగ్ కాలేజ్ యొక్క 2020 ప్రత్యేక శాస్త్రీయ పరిశోధన ప్రాజెక్ట్, Xi 'యాన్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ ఆర్కిటెక్చర్ అండ్ టెక్నాలజీ (20KY02)

మూలం: అరుదైన భూమి