Дар байни оксидҳои ғайри кремний, гилхок дорои хосиятҳои хуби механикӣ, муқовимат ба ҳарорати баланд ва муқовимат ба зангзанӣ, дар ҳоле ки гилхок мезопорозӣ дорои андозаи танзимшавандаи сӯрохиҳо, майдони калони мушаххас, ҳаҷми сӯрохиҳои калон ва арзиши пасти истеҳсолӣ мебошад, ки дар катализ ба таври васеъ истифода мешавад. озод маводи мухаддир назорат, adsorption ва дигар соҳаҳо, аз қабили крекинг, hydrocracking ва hydrodesulfurization аз хоми нафт. Глинозем Microporous одатан дар саноат истифода бурда мешавад, балки он бевосита ба фаъолияти гилхок, ҳаёти хизматрасонӣ ва интихоби катализатор таъсир хоҳад кард.Масалан, дар раванди тозакунии ихроҷи мошинҳо, моддаҳои ифлоскунандае, ки аз иловаҳои равғани мотор ҷойгир шудаанд, кокс ба вуҷуд меоранд, ки боиси баста шудани сӯрохиҳои катализатор мегардад ва ба ин васила фаъолияти катализаторро коҳиш медиҳад.Surfactant метавонад барои танзими сохтори интиқолдиҳандаи гилхок барои ташаккули MA.Improve иҷрои каталитикии он истифода шавад.
MA таъсири маҳдудкунанда дорад ва металлҳои фаъол пас аз калцинизатсия дар ҳарорати баланд ғайрифаъол мешаванд.Илова бар ин, пас аз калцинизатсияи ҳарорати баланд, сохтори мезопорозӣ вайрон мешавад, скелети МА дар ҳолати аморфӣ қарор дорад ва кислотаи рӯизаминӣ ба талаботи он дар соҳаи функсионализатсия ҷавоб дода наметавонад.Табобати тағирот аксар вақт барои беҳтар кардани фаъолияти каталитикӣ, устувории сохтори mesoporous, устувории гармии рӯизаминӣ ва кислотаи рӯизаминии MA Materials.Common Гурӯҳҳои тағир додани гетероатомҳои металлӣ (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr ва ғайра) лозим аст. ) ва оксидҳои металлӣ (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7 ва ғ.) Дар сатҳи MA бор карда мешаванд ё ба скелет допинг карда мешаванд.
Конфигуратсияи махсуси электронии элементҳои нодири замин пайвастагиҳои онро дорои хосиятҳои махсуси оптикӣ, электрикӣ ва магнитӣ месозад ва дар маводи каталитикӣ, маводи фотоэлектрикӣ, маводи адсорбсия ва маводи магнитӣ истифода мешавад.Маводҳои mesoporous тағйирёфтаи замини нодир метавонанд моликияти кислота (ишёрӣ)-ро танзим кунанд, холигии оксигенро зиёд кунанд ва катализатори нанокристалии металлиро бо дисперсияи якхела ва миқёси устувори нанометрӣ синтез кунанд. Маводҳои ковокии мувофиқ ва заминҳои нодир метавонанд дисперсияи сатҳи нанокристалҳои металлӣ ва устуворӣ ва таҳшиншавии карбонро беҳтар кунанд. муқовимати катализаторҳо.Дар ин мақола, тағир додани замини нодир ва функсионалии MA барои беҳтар кардани кори каталитикӣ, устувории гармӣ, қобилияти нигоҳдории оксиген, майдони мушаххаси рӯизаминӣ ва сохтори сӯрохҳо ҷорӣ карда мешавад.
1 MA омодагӣ
1.1 Тайёр кардани гилхок
Усули тайёр кардани гилхок тақсимоти сохтори сӯрохии онро муайян мекунад ва усулҳои маъмули омодасозии он усули дегидратацияи псевдо-бемит (ПБ) ва усули сол-гелро дар бар мегиранд.Псевдобоймит (ПБ) бори аввал аз ҷониби Калвет пешниҳод карда шуда буд ва H+ пептизатсияро барои ба даст овардани PB-и коллоидии γ-AlOOH дорои оби байниқабатӣ, ки дар ҳарорати баланд калсий ва хушк карда шуда, гилхок ба вуҷуд овард, мусоидат кард.Бино ба ашёи хоми гуногун, он аст, аксар вақт ба усули боришот тақсим, усули carbonization ва hydrolysis alkolalluminium method.The solubility colloidal аз PB аз тарафи crystallinity таъсир, ва он аст, ки бо афзоиши crystallinity optimized, ва низ аз тарафи параметрҳои раванди амалиётӣ таъсир.
ПБ одатан бо усули боришот тайёр карда мешавад.Ишқро ба маҳлули алюминат илова мекунанд ё ба маҳлули алюминат кислота илова мекунанд ва барои ба даст овардани гилхок гидратонидашуда (бориши ишқӣ) боришот мекунанд ё ба боришоти алюминат кислота илова мекунанд, то моногидрати гилхокро ба даст оранд, сипас онро шуста, хушк ва калсий мекунанд, то ба даст овардани ПБ.Усули боришот кор кардан осон ва арзиши пасти он аст, ки аксар вақт дар истеҳсолоти саноатӣ истифода мешавад, аммо ба он омилҳои зиёд (рН маҳлул, консентратсия, ҳарорат ва ғайра) таъсир мерасонад. Ва ин шарти ба даст овардани зарра бо парокандагии беҳтар сахт аст.Дар усули карбонизатсия Al (OH) 3 бо реаксияи CO2 ва NaAlO2 ба даст оварда мешавад ва PB пас аз пиршавӣ ба даст оварда мешавад.Ин усул дорои бартариҳои амалиёти оддӣ, сифати баланди маҳсулот, бе ифлосшавӣ ва арзиши паст, ва метавонад гилхок бо фаъолияти каталитикӣ баланд, муқовимат ба зангзании аъло ва масоҳати сатҳи баланди мушаххас бо сармоягузории кам ва бозгашти баланд омода. Усули гидролизи алкоксиди алюминий аксар вақт истифода бурда мешавад. ПБ-и аълосифат тайёр кунанд.Алкоксиди алюминий гидролиз шуда, моногидрати оксиди алюминийро ба вуҷуд меорад ва сипас коркард карда мешавад, то ба даст овардани PB-и тозаи баланд, ки кристаллии хуб, андозаи якхелаи зарраҳо, тақсимоти консентратсияи андозаи зарраҳо ва якпорчагии баланди заррачаҳои сферикӣ дорад.Аммо ин раванд мураккаб аст ва аз сабаби истифодаи баъзе ҳалкунандаҳои органикии заҳролуд барқарор кардани он душвор аст.
Илова бар ин, намакҳои ғайриорганикӣ ё пайвастагиҳои органикии металлҳо одатан барои тайёр кардани прекурсорҳои гилхок бо усули сол-гел истифода мешаванд ва оби соф ё ҳалкунандаҳои органикӣ барои тайёр кардани маҳлулҳо барои тавлиди зот илова карда мешаванд, ки баъдан гел, хушк ва бирён карда мешаванд.Дар айни замон, раванди тайёр кардани гилхок дар асоси усули хушксозии PB такмил дода мешавад ва усули карбонизатсия аз сабаби сарфаи он ва ҳифзи муҳити зист ба усули асосии истеҳсоли гилхок табдил ёфтааст. аз сабаби тақсимоти якхелаи андозаи сӯрохиҳои он, ки як усули эҳтимолӣ аст, аммо барои татбиқи татбиқи саноатӣ онро такмил додан лозим аст.
1.2 MA омодагӣ
Глиноземи анъанавӣ ба талаботи функсионалӣ ҷавобгӯ нест, бинобар ин MA-и баландсифат тайёр кардан лозим аст.Усулҳои синтез одатан инҳоро дар бар мегиранд: усули нанорезинг бо қолаби карбон ҳамчун қолаби сахт;Синтези SDA: Раванди худмонтажкунии бухоршавӣ (EISA) дар ҳузури қолабҳои мулоим ба монанди SDA ва дигар сурфактантҳои катионӣ, анионӣ ё ғайрииононӣ.
1.2.1 Раванди EISA
Шаблони нарм дар ҳолати туршӣ истифода мешавад, ки аз раванди мураккаб ва вақтталаби усули мембранаи сахт канорагирӣ мекунад ва метавонад модулятсияи доимии диафрагмаро амалӣ кунад.Тайёр кардани MA аз ҷониби EISA аз сабаби дастрасии осон ва такроршавандагии он таваҷҷӯҳи зиёдро ҷалб кардааст.Сохторҳои гуногуни mesoporous омода карда мешаванд.Андозаи сӯрохи MA мумкин аст бо тағйир додани дарозии занҷири hydrophobic аз сурфактант ё танзими таносуби молярии катализатор гидролиз ба пешгузаштаи алюминий дар Solution. Аз ин рӯ, EISA, низ ҳамчун як қадам синтез синтез ва тағйир sol-gel усули сатҳи баланд маълум майдони MA ва гилхок месопорозӣ (OMA) фармоиш дода шудааст, ба қолибҳои нарм гуногун, ба монанди P123, F127, триэтаноламин (чой) истифода бурда мешавад, ва ғайра. EISA метавонад раванди якҷоясозии прекурсорҳои органоалюминий, ба монанди алкоксидҳои алюминий ва қолибҳои сурфактант иваз. , маъмулан isopropoxide алюминий ва P123, барои таъмини маводи mesoporous. Рушди бомуваффақияти раванди EISA талаб танзими дақиқи гидролиз ва кинетикаи конденсатсионӣ барои ба даст овардани sol устувор ва имкон рушди mesophase аз тарафи micelles surfactant дар sol ташкил.
Дар раванди EISA, истифодаи ҳалкунандаҳои ғайриобӣ (ба монанди этанол) ва агентҳои комплексии органикӣ метавонад ба таври муассир суръати гидролиз ва конденсатсияи прекурсорҳои алюминийи органикиро суст кунад ва ба худмонтажкунии маводҳои OMA, ба монанди Al (OR) 3 ва изопроксиди алюминий.Аммо, дар ҳалкунандаҳои ғайриобӣ, қолабҳои сурфактант одатан гидрофилӣ/гидрофобияи худро гум мекунанд.Илова бар ин, аз сабаби таъхири гидролиз ва поликонденсатсия, маҳсулоти мобайнӣ дорои гурӯҳи гидрофобӣ мебошад, ки муоширатро бо қолаби сурфактант мушкил мекунад.Танхо дар вакте ки дар процесси бухоршавии халкунанда консентратсияи моддаи сурфактант ва дарачаи гидролиз ва поликонденсатшавии алюминий тадричан зиёд карда мешавад, худмонтажкунии шаблон ва алюминий ба амал меояд.Аз ин рӯ, бисёр параметрҳое, ки ба шароити бухоршавии ҳалкунандаҳо ва реаксияи гидролизӣ ва конденсатсияи прекурсорҳо таъсир мерасонанд, ба монанди ҳарорат, намии нисбӣ, катализатор, суръати бухоршавии ҳалкунанда ва ғайра ба сохтори ҷамъбастии ниҳоӣ таъсир мерасонанд.Чунон ки дар расм нишон дода шудааст.1, маводҳои OMA бо устувории баланди гармӣ ва иҷрои баланди каталитикӣ тавассути худмонтажкунии бухоршавии солвотермикӣ (SA-EISA) синтез карда шуданд.табобати solvothermal ба гидролизи пурраи прекурсорҳои алюминий мусоидат ба ташкили кластери хурди гурӯҳҳои гидроксил алюминий, ки мутақобила байни surfactants ва aluminium.Mesophase ду-ченака hexagonal дар раванди EISA ташкил карда шуд ва calcined дар 400 ℃ барои ташкили маводи OMA.Дар раванди анъанавии EISA, раванди бухоршавӣ бо гидролизи пешгузаштаи алюминийи органикӣ ҳамроҳӣ мекунад, аз ин рӯ шароити бухоршавӣ ба реаксия ва сохтори ниҳоии OMA таъсири муҳим дорад.Қадами коркарди solvothermal ба гидролизи пурраи пешгузаштаи алюминий мусоидат мекунад ва қисман конденсатшудаи гурӯҳбандии гидроксилҳои алюминийро ба вуҷуд меорад. OMA дар доираи васеи шароити бухоршавӣ ташаккул меёбад.Дар муқоиса бо MA, ки бо усули анъанавии EISA таҳия шудааст, OMA, ки бо усули SA-EISA таҳия шудааст, дорои ҳаҷми бештари сӯрохҳо, майдони мушаххаси сатҳи беҳтар ва устувории гармии беҳтар дорад.Дар оянда усули EISA метавонад барои тайёр кардани MA диафрагмаҳои ултра-калон бо суръати баланди табдил ва интихоби аъло бе истифодаи агенти реаминг истифода шавад.
Расми 1 диаграммаи ҷараёни усули SA-EISA барои синтези маводи OMA
1.2.2 равандҳои дигар
Омодасозии маъмулии МА назорати дақиқи параметрҳои синтезро барои ба даст овардани сохтори равшани мезопороз талаб мекунад ва хориҷ кардани маводҳои қолабӣ низ душвор аст, ки раванди синтезро мушкил мекунад.Дар айни замон, бисёр адабиётҳо дар бораи синтези MA бо қолабҳои гуногун гузориш додаанд.Дар солҳои охир, тадқиқот асосан ба синтези MA бо глюкоза, сахароза ва крахмал ҳамчун қолибҳои изопропоксиди алюминий дар маҳлули обӣ нигаронида шудааст. Аксари ин маводҳои МА аз нитрати алюминий, сулфат ва алкоксид ҳамчун манбаи алюминий синтез карда мешаванд.MA CTAB инчунин тавассути тағир додани мустақими PB ҳамчун манбаи алюминий ба даст оварда мешавад.MA бо хосиятҳои сохтории гуногун, яъне Al2O3)-1, Al2O3)-2 ва al2o3Ва дорои устувории хуби гармӣ.Илова кардани сурфактант сохтори кристалии хоси PB-ро тағир намедиҳад, балки режими stacking зарраҳоро тағир медиҳад.Илова бар ин, ташаккули Al2O3-3 тавассути пайвастшавии нанозаррачаҳо, ки тавассути PEG ҳалкунандаи органикӣ мӯътадил шудаанд ё ҷамъшавӣ дар атрофи PEG ба вуҷуд меоянд.Аммо, тақсимоти андозаи сӯрохиҳои Al2O3-1 хеле танг аст.Илова бар ин, катализаторҳои асоси палладий бо МА синтетикӣ ҳамчун интиқолдиҳанда омода карда шуданд. Дар реаксияи сӯзиши метан, катализаторе, ки аз ҷониби Al2O3-3 дастгирӣ карда шудааст, кори хуби каталитикиро нишон дод.
Бори аввал MA бо тақсимоти нисбатан танги андозаи сӯрохиҳо бо истифода аз шлаки сиёҳи алюминийи арзон ва аз алюминий бой ABD омода карда шуд.Раванди истеҳсолӣ раванди истихроҷро дар ҳарорати паст ва фишори муқаррарӣ дар бар мегирад.Зарраҳои сахте, ки дар раванди истихроҷ боқӣ мондаанд, муҳити зистро ифлос намекунанд ва метавонанд бо хатари кам ҷамъ шаванд ё ҳамчун пуркунанда ё агрегат дар истифодаи бетон дубора истифода шаванд.Масоҳати сатҳи мушаххаси MA синтезшуда 123 ~ 162 м2 / г аст, Тақсимоти андозаи сӯрохҳо танг аст, радиуси қуллаи 5,3 нм ва porozity 0,37 см3 / г аст.Мавод нано-андоза аст ва андозаи кристалл тақрибан 11 нм аст.Синтези ҳолати сахт як раванди нави синтези MA мебошад, ки метавонад барои тавлиди абсорбенти радиохимиявӣ барои истифодаи клиникӣ истифода шавад.Хлориди алюминий, карбонати аммоний ва ашёи хоми глюкоза дар таносуби молярии 1: 1,5: 1,5 омехта карда мешавад ва MA бо реаксияи нави механикохимиявии ҳолати сахт синтез карда мешавад. Бо консентратсияи 131I дар таҷҳизоти батареяи гармидиҳӣ, ҳосили умумии 131I пас аз консентратсия 1390 аст. %, ва маҳлули ба даст овардашуда131I[NaI] дорои консентратсияи баланди радиоактивӣ (1,7TBq/mL) мебошад, бинобар ин истифодаи капсулаҳои калони вояи 131I[NaI] барои табобати саратони сипаршакл амалӣ мегардад.
Барои ҷамъбаст, дар оянда, қолибҳои молекулавии хурд инчунин метавонанд барои сохтани сохторҳои сӯрохии бисёрсатҳи фармоишӣ, ба таври муассир танзим кардани сохтор, морфология ва хосиятҳои кимиёвии рӯизаминии маводҳо ва тавлиди майдони калони рӯизаминӣ ва MA-и кирми фармоишӣ таҳия карда шаванд.Шаблонҳои арзон ва манбаъҳои алюминийро омӯзед, раванди синтезро оптимизатсия кунед, механизми синтезро равшан кунед ва равандро роҳнамоӣ кунед.
Усули тағир додани 2 MA
Усулҳои тақсимоти яксони ҷузъҳои фаъол дар интиқолдиҳандаи MA аз импрегнатсия, синтези дар ин ҷо, боришот, мубодилаи ионҳо, омехтаи механикӣ ва обшавӣ иборатанд, ки дар байни онҳо дуи аввал маъмулан истифода мешаванд.
2.1 Усули синтези дар ин ҷо
Гурӯҳҳое, ки дар тағир додани функсионалӣ истифода мешаванд, дар раванди омодасозии MA барои тағир додан ва устувор кардани сохтори скелети мавод ва беҳтар кардани кори каталитикӣ илова карда мешаванд.Раванд дар расми 2 нишон дода шудааст. Лю ва дигарон.Ni/Mo-Al2O3in situ бо P123 ҳамчун қолаб синтез карда шудааст.Ҳарду Ни ва Мо дар каналҳои фармоишии MA пароканда карда шуданд, бидуни вайрон кардани сохтори мезопорозии MA, ва иҷрои каталитикӣ баръало беҳтар шуд.Қабули усули парвариши in-situ дар гамма-al2o3substrate синтезшуда, Дар муқоиса бо γ-Al2O3, MnO2-Al2O3 дорои масоҳати мушаххаси BET ва ҳаҷми сӯрохҳо ва дорои сохтори бимодалии мезопороз бо тақсимоти андозаи танги сӯрохҳо мебошад.MnO2-Al2O3 дорои суръати адсорбсияи зуд ва самаранокии баланд барои F- буда, доираи васеи татбиқи рН (pH=4~10) дорад, ки барои шароити амалии татбиқи саноатӣ мувофиқ аст.Фаъолияти такрории MnO2-Al2O3 нисбат ба γ-Al2O беҳтар аст. Устувории сохторӣ бояд минбаъд беҳтар карда шавад.Хулоса, маводҳои тағирёфтаи MA, ки тавассути синтези дар ин ҷо ба даст оварда шудаанд, дорои тартиби хуби сохторӣ, таъсири мутақобилаи қавӣ байни гурӯҳҳо ва гилхок, комбинатсияи қатъӣ, бори калони моддӣ мебошанд ва боиси рехтани ҷузъҳои фаъол дар раванди реаксияи каталитикӣ осон нестанд. , ва кори каталитикй хеле бехтар гардид.
Расми 2. Омода кардани MA-и функсионалӣ тавассути синтези дар ҷои худ
2.2 Усули импрегнатсия
Гузоштани MA-и омодашуда ба гурӯҳи тағирёфта ва ба даст овардани маводи тағирёфтаи MA пас аз табобат, то ки таъсири катализ, адсорбсия ва монанди инҳоро дарк кунед.Cai ва дигарон.MA аз P123 бо усули сол-гел тайёр карда, онро дар маҳлули этанол ва тетраэтиленпентамин тар карда, барои ба даст овардани маводи MA аминокислотаҳо бо иҷрои қавӣ adsorbtion.Илова бар ин, Белкасеми ва дигарон.дар ZnCl2solution бо ҳамон раванд ғӯтонда, барои ба даст овардани руҳ фармоишӣ doped тағйир MA Materials.The майдони мушаххаси рӯи ва ҳаҷми сӯрохҳо мутаносибан 394m2 / г ва 0,55 см3 / г мебошанд.Дар муқоиса бо усули синтези in-situ, усули импрегнатсия дорои дисперсияи беҳтари элементҳо, сохтори устувори мезопорозӣ ва иҷрои хуби адсорбсия мебошад, аммо қувваи мутақобила байни ҷузъҳои фаъол ва интиқолдиҳандаи гилхок заиф аст ва фаъолияти каталитикӣ бо омилҳои беруна ба осонӣ халал мерасонад.
3 пешрафти функсионалӣ
Синтези МА замини нодир бо хосиятҳои махсус тамоюли рушд дар оянда аст.Дар айни замон, бисёр усулҳои синтез вуҷуд доранд.Параметрҳои раванд ба иҷрои МА таъсир мерасонанд.Масоҳати мушаххаси рӯизаминӣ, ҳаҷми сӯрохиҳо ва диаметри сӯрохии MA мумкин аст аз рӯи намуди қолаб ва таркиби пешакии алюминий танзим карда шавад.Ҳарорати калсинатсия ва консентратсияи қолаби полимерӣ ба майдони мушаххаси рӯизаминӣ ва ҳаҷми сӯрохии MA таъсир мерасонад.Сузуки ва Ямаучи муайян карданд, ки ҳарорати калсинатсия аз 500 ℃ то 900 ℃ зиёд шудааст. Диафрагаро метавон зиёд кард ва майдони сатҳи онро кам кард.Илова бар ин, коркарди тағир додани замини нодир фаъолият, устувории гармии рӯизаминӣ, устувории сохторӣ ва кислотаи рӯизаминии маводҳои МА-ро дар раванди каталитикӣ беҳтар мекунад ва ба рушди функсионалии MA мувофиқат мекунад.
3.1 Адсорбенти дефторизатсия
Фтор дар оби нӯшокӣ дар Чин хеле зараровар аст.Илова бар ин, афзоиши миқдори фтор дар маҳлули сулфати саноатии руҳ боиси зангзании плитаи электрод, бад шудани муҳити корӣ, паст шудани сифати руҳи барқӣ ва кам шудани миқдори оби такрорӣ дар системаи кислотаҳо мегардад. ва процесси электролизи печьхои моеъи гази дуддодашуда.Дар айни замон, усули adsorbtion дар байни усулҳои маъмули defluorination тар љолиб бештар аст,. Аммо, баъзе камбудиҳо, ба монанди иқтидори adsorption камбизоат, доираи рН дастрас танг, ифлосшавии дуюм ва ғайра вуҷуд дорад.Карбон фаъол, гилхок аморфӣ, гилхок фаъол ва adsorbents дигар барои defluorination об истифода бурда мешавад, вале арзиши adsorbents баланд аст, ва иқтидори adsorbtion F-дар маҳлули нейтралӣ ё консентратсияи баланд паст аст. адсорбентро барои бартараф кардани фторид омӯхтааст, зеро он ба фторид дар арзиши бетарафии рН наздикӣ ва интихоби баланд аст, аммо он бо қобилияти бади адсорбсияи фторид маҳдуд аст ва танҳо дар рН<6 он метавонад иҷрои хуби адсорбсияи фторид дошта бошад.MA таваҷҷӯҳи васеъро ҷалб кард. дар назорати ифлосшавии муҳити зист аз сабаби масоҳати калони мушаххаси он, таъсири беназири андозаи сӯрохиҳо, иҷрои кислота-база, устувории гармӣ ва механикӣ.Кунду ва дигарон.тайёр МА бо иқтидори максималии adsorbtion фтор 62,5 мг / г.Иқтидори adsorption фтор аз MA аст, хеле аз тарафи хусусиятҳои сохтории он, ба монанди майдони мушаххаси сатҳи, гурӯҳҳои функсионалии рӯизаминӣ, андозаи pores ва ҳаҷми умумии pore size.Adjustment сохтор ва иҷрои MA як роҳи муҳими беҳтар иҷрои adsorbtion он аст, таъсир.
Аз сабаби кислотаи сахти La ва асоснокии сахти фтор, байни La ва ионҳои фтор наздикии қавӣ вуҷуд дорад.Дар солҳои охир, баъзе тадқиқотҳо нишон доданд, ки La ҳамчун тағирдиҳанда метавонад қобилияти адсорбсияи фторидро беҳтар кунад.Аммо аз сабаби устувории пасти сохтории адсорбентҳои нодир дар маҳлул бештар заминҳои нодир шуста мешаванд, ки дар натиҷа об ифлосшавии дуюмдараҷа ва ба саломатии инсон зарар мерасонад.Аз тарафи дигар, консентратсияи баланди алюминий дар муҳити об яке аз заҳролудшавӣ ба саломатии инсон аст.Аз ин ру, дар процесси тоза кардани фтор як навъ адсорбенти композитсивиро бо устувории хуб ва шусташавй ё камтар шусташавии элементхои дигар тайёр кардан лозим аст.MA аз ҷониби La ва Ce тағир додашуда бо усули импрегнатсия (La/MA ва Ce/MA) омода карда шудааст.оксидҳои замини нодир бомуваффақият бори аввал дар сатҳи MA бор карда шуданд, ки дорои performance.The defluorination баландтар буд, механизмҳои асосии бартараф фтор adsorbtion электростатикӣ ва adsorbtion кимиёвӣ, ҷалби электрон заряди мусбат сатҳи ва реаксияи мубодилаи лиганд омехта бо hydroxyl рӯизаминӣ, дар Гурӯҳи функсионалии гидроксилӣ дар сатҳи адсорбент пайванди гидрогенро бо F- ба вуҷуд меорад, тағир додани La ва Ce қобилияти адсорбсияи фторро беҳтар мекунад, La/MA дорои маконҳои адсорбсияи гидроксилӣ бештар аст ва қобилияти адсорбсияи F дар тартиби La/MA аст. >Ce/MA>MA.Бо афзоиши консентратсияи ибтидоӣ, иқтидори адсорбсияи фтор меафзояд.Таъсири адсорбсия ҳангоми pH 5 ~ 9 беҳтар аст ва раванди адсорбсияи фтор бо модели адсорбсияи изотермалии Langmuir мувофиқат мекунад.Илова бар ин, ифлосиҳои ионҳои сулфат дар гилхок низ метавонанд ба сифати намунаҳо таъсир расонанд.Гарчанде ки таҳқиқоти марбут ба гилхок тағйирёфтаи замини нодир гузаронида шуда бошад ҳам, аксари тадқиқот ба раванди адсорбент, ки дар саноат истифода бурдан душвор аст, равона карда шудааст. Дар оянда мо метавонем механизми диссоциатсияи комплекси фторро дар маҳлули сулфати руҳ омӯзем. ва хусусиятҳои муҳоҷирати ионҳои фтор, ба даст овардани адсорбенти самаранок, камхарҷ ва барқароршавандаи ионҳои фторин барои дефторизатсияи маҳлули сулфати руҳ дар системаи гидрометаллургии руҳ ва таъсиси модели идоракунии раванд барои коркарди маҳлули баланди фторин дар асоси нано адсорбенти замини MA.
3.2 Катализатор
3.2.1 Ислоҳоти хушки метан
Замини нодир метавонад кислотаи (асосии) маводи ковокро танзим кунад, холигии оксигенро зиёд кунад ва катализаторҳоро бо дисперсияи якхела, миқёси нанометрӣ ва устуворӣ синтез кунад.Он одатан барои дастгирии металлҳои наҷиб ва металлҳои гузариш барои катализатсияи метанатсияи CO2 истифода мешавад.Дар айни замон, маводҳои мезопорозии зеризаминии тағйирёфта дар самти ислоҳоти хушки метан (MDR), таназзули фотокаталитикии VOCs ва тозакунии гази думҳо инкишоф меёбанд. Дар муқоиса бо металлҳои наҷиб (ба монанди Pd, Ru, Rh ва ғайра) ва дигар металлҳои гузариш (масалан, ба монанди). Co, Fe, ва ғайра), Ni/Al2O3катализатор барои фаъолияти баландтари каталитикӣ ва интихобӣ, устувории баланд ва арзиши ками метан васеъ истифода мешавад.Бо вуҷуди ин, синтеризатсия ва таҳшиншавии карбон нанозарраҳои Ni дар сатҳи Ni/Al2O3 боиси ғайрифаъолшавии босуръати катализатор мегардад.Аз ин рӯ, барои беҳтар кардани фаъолияти каталитикӣ, устуворӣ ва муқовимат ба сӯхтор суръатбахш илова кардан, интиқолдиҳандаи катализаторро тағир додан ва масири тайёриро такмил додан лозим аст.Умуман, оксидҳои нодири заминро метавон ҳамчун промоутерҳои сохторӣ ва электронӣ дар катализаторҳои гетерогенӣ истифода бурд ва CeO2 дисперсияи Ni-ро беҳтар мекунад ва хосиятҳои Ni металлиро тавассути ҳамкории қавии дастгирии металлӣ тағир медиҳад.
MA барои баланд бардоштани паҳншавии металлҳо ба таври васеъ истифода мешавад ва барои пешгирӣ кардани агломератсияи онҳо маҳдуд кардани металлҳои фаъолро таъмин мекунад.La2O3 бо иқтидори баланди нигоҳдории оксиген муқовимати карбонро дар раванди конверсия афзоиш медиҳад ва La2O3 ба парокандашавии Co дар гилхок мезопороз мусоидат мекунад, ки дорои фаъолият ва устувории баланди ислоҳот мебошад.Promoter La2O3 фаъолияти MDR-и катализатори Co/MA-ро зиёд мекунад ва дар сатҳи катализатор фазаҳои Co3O4 ва CoAl2O4 ба вуҷуд меоянд. Аммо, La2O3 хеле пароканда донаҳои хурди 8nm~10nm дорад.Дар раванди MDR, таъсири мутақобилаи in-situ байни La2O3 ва CO2 La2O2CO3 мезофазаро ташкил дод, ки ба бартарафсозии самараноки CxHy дар сатҳи катализатор оварда расонд.La2O3 ба коҳиши гидроген тавассути таъмини зичии баландтари электронҳо ва баланд бардоштани холигии оксиген дар 10% Co/MA мусоидат мекунад.Иловаи La2O3 энергияи фаъолшавии намоёни истеъмоли CH4-ро коҳиш медиҳад.Аз ин рӯ, суръати табдили CH4 то 93,7% дар 1073К К зиёд шуд. Иловаи La2O3 фаъолияти каталитикиро беҳтар кард, ба кам шудани H2 мусоидат кард, шумораи сайтҳои фаъоли Co0 зиёд шуд, карбонҳои ками кондоршуда ҳосил шуданд ва холигии оксиген то 73,3% зиёд шуд.
Ce ва Pr дар Ni/Al2O3catalyst бо усули импрегнатсияи ҳаҷми баробар дар Ли Сяофэн дастгирӣ карда шуданд.Пас аз илова кардани Ce ва Pr, интихобӣ ба H2 афзоиш ёфт ва интихобӣ ба CO кам шуд.MDR, ки аз ҷониби Pr тағир дода шудааст, қобилияти аълои каталитикӣ дошт ва интихобӣ ба H2 аз 64,5% то 75,6% афзоиш ёфт, дар ҳоле ки интихобӣ ба CO аз 31,4% Пенг Шуҷинг ва дигарон коҳиш ёфт.усули сол-гельро истифода бурда, MA-и це-модификатсияшуда бо изопропоксиди алюминий, ҳалкунандаи изопропанол ва гексгидрати нитрати церий тайёр карда шуд.Майдони хоси-ли махсулот андаке зиёд шуд.Илова кардани Ce ҷамъшавии нанозаррачаҳои асои монандро дар сатҳи MA коҳиш дод.Баъзе гурӯҳҳои гидроксилӣ дар сатҳи γ- Al2O3 асосан бо пайвастагиҳои Се фаро гирифта шудаанд.Устувории гармии MA беҳтар шуд ва пас аз calcination дар 1000 ℃ барои 10 соат ягон тағирёбии марҳилаи кристалл рух надодааст.Wang Baowei et al.тайёр MA маводи CeO2-Al2O4 бо усули coprecipitation.CeO2 бо донаҳои хурди мукааб дар гилхок яксон пароканда карда шуд.Пас аз дастгирии Co ва Mo дар CeO2-Al2O4, таъсири мутақобилаи гилхок ва ҷузъи фаъоли Co ва Mo аз ҷониби CEO2 ба таври муассир ҷилавгирӣ карда шуд.
Промоутерҳои замини нодир (La, Ce, y ва Sm) бо катализатори Co/MA барои MDR якҷоя карда мешаванд ва раванд дар расм нишон дода шудааст.3. промоутерҳои замини нодир метавонанд паҳншавии Co-ро дар интиқолдиҳандаи МА беҳтар созанд ва агломератсияи зарраҳои коро боздоранд.андозаи зарраҳо хурдтар бошад, таъсири мутақобилаи Co-MA ҳамон қадар қавитар аст, қобилияти каталитикӣ ва sintering дар катализатори YCo/MA ва таъсири мусбати якчанд промоутерҳо ба фаъолияти MDR ва deposition.Fig.4 як iMAge HRTEM пас аз муолиҷаи MDR дар 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 барои 8 соат.Зарраҳои Co дар шакли доғҳои сиёҳ мавҷуданд, дар ҳоле ки интиқолдиҳандагони MA дар шакли хокистарӣ мавҷуданд, ки аз фарқияти зичии электронҳо вобастаанд.дар тасвири HRTEM бо 10%Co/MA (расми 4б), агломератсияи зарраҳои металлии Co дар интиқолдиҳандаҳои ма мушоҳида мешавад. Илова кардани промоутер замини нодир зарраҳои Co-ро то 11,0нм~12,5нм коҳиш медиҳад.YCo/MA дорои ҳамкории қавии Co-MA мебошад ва иҷрои синтеризатсияи он нисбат ба дигар катализаторҳо беҳтар аст.илова бар ин, чунон ки дар анҷир нишон дода шудааст.4b то 4f, дар катализаторҳо нановҳои карбонҳои холӣ (CNF) истеҳсол карда мешаванд, ки бо ҷараёни газ дар тамос буда, аз ғайрифаъолшавии катализатор пешгирӣ мекунанд.
Расми 3 Таъсири иловаи замини нодир ба хосиятҳои физикӣ ва химиявӣ ва фаъолияти каталитикии MDR-и катализатори Co/MA
3.2.2 Катализатори деоксидатсия
Fe2O3/Meso-CeAl, катализатори деоксидиси дар асоси Ce-допшуда, бо роҳи дегидрогенизатсияи оксидити 1-бутен бо оксиданти мулоими CO2 омода карда шудааст ва дар синтези 1,3-бутадиен (BD) истифода шудааст.Ce дар матритсаи гилхок хеле пароканда буд ва катализатори Fe2O3/Meso-CeAl-100 хеле пароканда буд, на танҳо намудҳои оҳани хеле пароканда ва хосиятҳои хуби сохторӣ дорад, балки қобилияти нигоҳдории оксигенро низ дорад, аз ин рӯ он дорои қобилияти хуби адсорбсия ва фаъолсозӣ мебошад. аз СО2.Тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст, тасвирҳои TEM нишон медиҳанд, ки Fe2O3 / Meso-CeAl-100 мунтазам аст. Ин нишон медиҳад, ки сохтори канали кирммонанди MesoCeAl-100 фуҷур ва ковок аст, ки барои пароканда кардани ингредиентҳои фаъол муфид аст, дар ҳоле ки се дисперси баланд аст. дар матрицаи гилхок бомуваффакият допинг карда мешавад.Маводи рӯйпӯши катализатори металлии олӣ, ки ба стандарти ултра ками партовҳои автомобилҳо мувофиқат мекунад, сохтори сӯрохиҳо, устувории хуби гидротермалӣ ва иқтидори бузурги нигоҳдории оксигенро таҳия кардааст.
3.2.3 Катализатор барои воситаҳои нақлиёт
Pd-Rh маҷмӯаҳои чаҳоргонаи замини нодир дар асоси алюминий AlCeZrTiOx ва AlLaZrTiOx-ро барои ба даст овардани маводи рӯйпӯши катализатори автомобилӣ дастгирӣ карданд.комплекси замини нодир дар асоси алюминийи месопорозӣ Pd-Rh/ALC-ро метавон ҳамчун катализатори тозакунии ихроҷи автомобили CNG бо устувории хуб бомуваффақият истифода бурд ва самаранокии табдилдиҳии CH4, ҷузъи асосии гази ихроҷи автомобили CNG то 97,8% баланд аст.Усули якқадами гидротермалро қабул кунед, то он маводи таркибии замини нодирро барои амалӣ кардани худмонтажкунӣ қабул кунед, Прекурсорҳои фармоишии мезопороз бо ҳолати метастабил ва агрегатсияи баланд синтез карда шуданд ва синтези RE-Al ба модели "воҳиди афзоиши омехта" мувофиқат кард. , Ҳамин тариқ, тозакунии ихроҷҳои автомобилии пас аз насбшудаи конвертери каталитикии сетарафа амалӣ карда мешавад.
Расми 4 Тасвирҳои HRTEM аз ma (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) ва SmCo/MA(f)
Расми 5 Тасвири TEM (A) ва диаграммаи элементҳои EDS (b,c) аз Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 Фаъолияти равшан
Электронҳои элементҳои нодири замин ба осонӣ ба ҳаяҷон меоянд, ки байни сатҳҳои гуногуни энергетикӣ гузаранд ва нур медиҳанд.Ионҳои замини нодир аксар вақт ҳамчун фаъолкунанда барои тайёр кардани маводи люминесцентӣ истифода мешаванд.Ионҳои замини нодирро метавон ба рӯи микросфераҳои холӣ-фосфати алюминий бо усули копреципиатсия ва усули мубодилаи ион бор кард ва маводи люминесценти AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) тайёр кардан мумкин аст.Дарозии мавҷҳои люминесцентӣ дар минтақаи ултрабунафш наздик аст.МА аз ҳисоби инерсия, доимии диэлектрикии паст ва гузариши пасти он ба филмҳои тунук сохта шудааст, ки он ба дастгоҳҳои барқӣ ва оптикӣ, филмҳои тунук, монеаҳо, сенсорҳо ва ғайра татбиқ карда мешавад. барои ҳис кардани вокуниш ба кристаллҳои фотоникӣ якченака, тавлиди энергия ва рӯйпӯшҳои зидди инъикос истифода мешавад.Ин дастгоҳҳо плёнкаҳои stacked бо дарозии роҳи муайяни оптикӣ мебошанд, аз ин рӯ, назорат шохиси шикастан ва ғафсӣ зарур аст.Дар ҳоли ҳозир, барои тарҳрезӣ ва сохтани чунин дастгоҳҳо дуоксиди титан ва оксиди сирконий бо шохиси шикастани баланд ва диоксиди кремний бо нишондиҳандаи пасти шикаста истифода мешаванд. .Доираи мавҷудияти масолеҳи дорои хосиятҳои гуногуни кимиёвии рӯизаминӣ васеъ мешавад, ки ин имкон медиҳад, ки сенсорҳои пешрафтаи фотон тарҳрезӣ карда шаванд.Ҷорӣ намудани филмҳои MA ва оксигидроксид дар тарҳрезии дастгоҳҳои оптикӣ потенсиали бузургро нишон медиҳад, зеро шохиси шикастан ба оксиди кремний шабеҳ аст. Аммо хосиятҳои химиявӣ гуногунанд.
3.4 устувории гармидиҳӣ
Бо баланд шудани ҳарорат, синтеризатсия ба таъсири истифодаи катализатори MA таъсири ҷиддӣ мерасонад ва майдони мушаххаси сатҳ кам мешавад ва марҳилаи кристаллии γ-Al2O3in ба δ ва θ ба фазаҳои χ табдил меёбад.Маводҳои камёфт устувории хуби химиявӣ ва устувории гармӣ, мутобиқшавии баланд ва ашёи хоми ба осонӣ дастрас ва арзон доранд.Илова кардани унсурҳои нодири замин метавонад устувории гармӣ, муқовимати оксидшавии ҳарорати баланд ва хосиятҳои механикии интиқолдиҳандаро беҳтар созад ва кислотаи рӯизаминиро танзим кунад.Лу Вейгуанг ва дигарон муайян карданд, ки илова кардани унсурҳои нодири замин аз паҳншавии миқдори зиёди зарраҳои гилхок пешгирӣ мекунад, La ва Ce гурӯҳҳои гидроксилро дар сатҳи гилхок муҳофизат мекунанд, синтеризатсия ва табдили фазаро бозмедорад ва зарари ҳарорати баландро ба сохтори мезопороз коҳиш додааст. .Глиноземаи омодашуда то ҳол дорои сатҳи баланди мушаххас ва ҳаҷми сӯрохҳо мебошад. Аммо, элементи нодири замин аз ҳад зиёд ё хеле кам устувории гармии гилхокро коҳиш медиҳад.Ли Янцю ва дигарон.5% La2O3 ба γ-Al2O3 илова кард, ки устувории гармиро беҳтар кард ва ҳаҷми сӯрохҳо ва масоҳати сатҳи мушаххаси интиқолдиҳандаи гилхокро зиёд кард.Тавре ки аз расми 6 дида мешавад, La2O3 ба γ-Al2O3 илова карда мешавад, устувории гармии интиқолдиҳандаи таркибии замини нодирро беҳтар мекунад.
Дар ҷараёни допинги зарраҳои нано-нахдор бо La ба MA, масоҳати сатҳи BET ва ҳаҷми сӯрохии MA-La нисбат ба MA ҳангоми баланд шудани ҳарорати коркарди гармӣ баландтар аст ва допинг бо La ба синтеризатсия дар сатҳи баланд таъсири намоёни сусткунанда дорад. ҳарорат.чунон ки дар расм нишон дода шудааст.7, бо баланд шудани ҳарорат, Ла реаксияи афзоиши ғалладона ва тағирёбии фазаро бозмедорад, дар ҳоле ки анҷир.7а ва 7в ҷамъшавии заррачаҳои нано-нахдорро нишон медиҳанд.дар расм.7b, диаметри зарраҳои калоне, ки дар натиҷаи калцинизатсия дар 1200 ℃ тавлид мешаванд, тақрибан 100 нм аст. Ин синтеризатсияи назарраси MA мебошад.Илова бар ин, дар муқоиса бо MA-1200, MA-La-1200 пас аз коркарди гармӣ ҷамъ намешавад.Бо илова намудани La, зарраҳои нано-нахи қобилияти беҳтари синтеризатсия доранд.ҳатто дар ҳарорати баландтари калсинатсия, допинги Ла ҳанӯз дар сатҳи MA хеле пароканда аст.MA-и тағирёфтаро ҳамчун интиқолдиҳандаи катализатори Pd дар реаксияи оксиди C3H8 истифода бурдан мумкин аст.
Расми 6 Модели сохтори агломератсияи гилхок бо ва бе элементҳои нодири замин
Расми 7 Тасвирҳои TEM аз MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) ва MA-La-1200(d)
4 Хулоса
Рафти тайёр кардан ва ба кор андохтани функсионалии масолехи маъ-мули замини камьёб чорй карда мешавад.МА ба таври васеъ истифода бурда мешавад.Гарчанде ки дар татбиқи каталитикӣ, устувории гармӣ ва адсорбсия тадқиқоти зиёде анҷом дода шудааст, бисёр маводҳо арзиши баланд, миқдори ками допинг, тартиботи бад доранд ва саноатӣ кардан душвор аст.Дар оянда бояд корҳои зерин анҷом дода шаванд: оптимизатсияи таркиб ва сохтори замини камёфт MA, ки раванди мувофиқро интихоб кунед, Бо рушди функсионалӣ мувофиқат кунед;Ташкили модели идоракунии равандҳо дар асоси равандҳои функсионалӣ барои кам кардани хароҷот ва амалӣ намудани истеҳсолоти саноатӣ;Бо мақсади ба ҳадди аксар расонидани бартариҳои захираҳои нодири Чин, мо бояд механизми тағир додани MA замини нодирро таҳқиқ кунем, назария ва раванди омодасозии MA-и нодирро такмил диҳем.
Лоиҳаи Фонди: Лоиҳаи умумии инноватсионии илм ва технологияи Шэнси (2011KTDZ01-04-01);Вилояти Шэнси 2019 Лоиҳаи махсуси тадқиқоти илмӣ (19JK0490);2020 Лоиҳаи махсуси тадқиқотии илмии Коллеҷи Ҳуакинг, Донишгоҳи Си Ан меъморӣ ва технология (20KY02)
Манбаъ: Замини нодир
Вақти фиристодан: июн-15-2021