نایاب زمین میں ترمیم شدہ میسوپورس ایلومینا کی درخواست کی پیشرفت

غیر سلیئس آکسائیڈز میں، ایلومینا میں اچھی میکانکی خصوصیات، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت ہوتی ہے، جبکہ میسوپورس ایلومینا (MA) میں ایڈجسٹ تاکنا سائز، بڑی مخصوص سطح کا رقبہ، بڑے تاکنے والی مقدار اور کم پیداواری لاگت ہوتی ہے، جو بڑے پیمانے پر کیٹالیسس میں استعمال ہوتی ہے۔ کنٹرول شدہ منشیات کی رہائی، جذب اور دیگر شعبوں، جیسے کریکنگ، ہائیڈرو کریکنگ اور ہائیڈروڈ سلفرائزیشن پٹرولیم کے خام مال کا۔ مائیکرو پورس ایلومینا عام طور پر صنعت میں استعمال ہوتا ہے، لیکن یہ براہ راست ایلومینا کی سرگرمی، کیٹالسٹ کی سروس لائف اور سلیکٹیوٹی کو متاثر کرے گا۔ مثال کے طور پر، آٹوموبائل ایگزاسٹ پیوریفیکیشن کے عمل میں، انجن آئل ایڈیٹیو سے جمع ہونے والے آلودگی کوک بنائیں گے، جو اتپریرک کے سوراخوں میں رکاوٹ کا باعث بنیں گے، اس طرح اتپریرک کی سرگرمی میں کمی آئے گی۔ سرفیکٹنٹ کا استعمال ایلومینا کیریئر کی ساخت کو MA بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اس کی کیٹلیٹک کارکردگی کو بہتر بنائیں۔

MA میں رکاوٹ کا اثر ہے، اور فعال دھاتیں اعلی درجہ حرارت کیلکسینیشن کے بعد غیر فعال ہو جاتی ہیں۔ اس کے علاوہ، اعلی درجہ حرارت کیلکسینیشن کے بعد، میسوپورس ڈھانچہ گر جاتا ہے، ایم اے کنکال بے ساختہ حالت میں ہے، اور سطح کی تیزابیت فنکشنلائزیشن کے میدان میں اپنی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتی۔ اتپریرک سرگرمی، میسوپورس ڈھانچے کے استحکام، سطح کے تھرمل استحکام اور MA مواد کی سطح کی تیزابیت کو بہتر بنانے کے لیے اکثر ترمیم کے علاج کی ضرورت ہوتی ہے۔ عام ترمیمی گروپوں میں دھاتی ہیٹروٹمس (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr، وغیرہ شامل ہیں۔ ) اور دھاتی آکسائڈز (TiO2، NiO، Co3O4، CuO، Cu2O، RE2O7، وغیرہ) ایم اے کی سطح پر بھری ہوئی یا کنکال میں ڈوپڈ۔

نایاب زمینی عناصر کی خصوصی الیکٹران ترتیب اس کے مرکبات کو خاص نظری، برقی اور مقناطیسی خصوصیات کے حامل بناتی ہے، اور یہ کیٹلیٹک مواد، فوٹو الیکٹرک مواد، جذب کرنے والے مواد اور مقناطیسی مواد میں استعمال ہوتا ہے۔ نایاب زمین میں ترمیم شدہ میسوپورس مواد تیزاب (الکالی) پراپرٹی کو ایڈجسٹ کر سکتے ہیں، آکسیجن کی خالی جگہ کو بڑھا سکتے ہیں، اور یکساں بازی اور مستحکم نینو میٹر پیمانے کے ساتھ دھاتی نانو کرسٹل لائن کیٹالسٹ کی ترکیب کر سکتے ہیں۔ مناسب غیر محفوظ مواد اور نایاب زمین دھاتی نینو کرسٹلز کی سطح کے پھیلاؤ اور کاربن کے استحکام کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ اتپریرک کی مزاحمت اس مقالے میں، کیٹلیٹک کارکردگی، تھرمل استحکام، آکسیجن ذخیرہ کرنے کی صلاحیت، مخصوص سطح کے رقبہ اور تاکنا کی ساخت کو بہتر بنانے کے لیے MA کی نادر زمین میں ترمیم اور فنکشنلائزیشن کو متعارف کرایا جائے گا۔

1 ایم اے کی تیاری

1.1 ایلومینا کیریئر کی تیاری

ایلومینا کیریئر کی تیاری کا طریقہ اس کے تاکنا ڈھانچے کی تقسیم کا تعین کرتا ہے، اور اس کی تیاری کے عام طریقوں میں سیوڈو بوہیمائٹ (پی بی) پانی کی کمی کا طریقہ اور سول جیل کا طریقہ شامل ہے۔ Pseudoboehmite (PB) سب سے پہلے Calvet کی طرف سے تجویز کیا گیا تھا، اور H+ کو فروغ دیا گیا پیپٹائزیشن کو γ-AlOOH کولائیڈل PB حاصل کرنے کے لیے جس میں انٹرلیئر واٹر تھا، جسے ایلومینا بنانے کے لیے ہائی درجہ حرارت پر کیلکائنڈ اور ڈی ہائیڈریٹ کیا گیا تھا۔ مختلف خام مال کے مطابق، یہ اکثر ورن کے طریقہ کار، کاربونائزیشن کے طریقہ کار اور الکوحل ایلومینیم ہائیڈولیسس کے طریقہ کار میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ پی بی کی کولائیڈل حل پذیری کرسٹالنٹی سے متاثر ہوتی ہے، اور یہ کرسٹالنٹی میں اضافے کے ساتھ بہتر ہوتی ہے، اور آپریٹنگ عمل کے پیرامیٹرز سے بھی متاثر ہوتی ہے۔

پی بی عام طور پر بارش کے طریقہ سے تیار کیا جاتا ہے۔ الکلی کو ایلومینیٹ محلول میں شامل کیا جاتا ہے یا تیزاب کو ایلومینیٹ محلول میں شامل کیا جاتا ہے اور ہائیڈریٹڈ ایلومینا حاصل کرنے کے لیے تیزاب کیا جاتا ہے یا ایلومینا مونوہائیڈریٹ حاصل کرنے کے لیے ایلومینیٹ ورن میں تیزاب شامل کیا جاتا ہے، جسے پھر پی بی حاصل کرنے کے لیے دھویا، خشک اور کیلکائن کیا جاتا ہے۔ بارش کا طریقہ چلانے میں آسان اور لاگت میں کم ہے، جو اکثر صنعتی پیداوار میں استعمال ہوتا ہے، لیکن یہ بہت سے عوامل (حل pH، ارتکاز، درجہ حرارت، وغیرہ) سے متاثر ہوتا ہے۔ اور بہتر بازی کے ساتھ ذرہ حاصل کرنے کی شرط سخت ہے۔ کاربنائزیشن کے طریقہ کار میں، Al(OH)3 CO2 اور NaAlO2 کے رد عمل سے حاصل کیا جاتا ہے، اور PB عمر بڑھنے کے بعد حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اس طریقہ کار میں سادہ آپریشن، اعلیٰ مصنوعات کی کوالٹی، کوئی آلودگی اور کم لاگت کے فوائد ہیں، اور ایلومینا کو اعلی اتپریرک سرگرمی، بہترین سنکنرن مزاحمت اور کم سرمایہ کاری اور زیادہ منافع کے ساتھ اعلی مخصوص سطح کے علاقے کے ساتھ تیار کیا جا سکتا ہے۔ اعلی طہارت PB تیار کرنے کے لئے. ایلومینیم الکوکسائیڈ کو ایلومینیم آکسائیڈ مونوہائیڈریٹ بنانے کے لیے ہائیڈولائز کیا جاتا ہے، اور پھر اعلیٰ پاکیزگی PB حاصل کرنے کے لیے علاج کیا جاتا ہے، جس میں اچھی کرسٹلینٹی، یکساں ذرہ سائز، مرتکز تاکنا سائز کی تقسیم اور کروی ذرات کی اعلیٰ سالمیت ہوتی ہے۔ تاہم، یہ عمل پیچیدہ ہے، اور بعض زہریلے نامیاتی سالوینٹس کے استعمال کی وجہ سے اسے ٹھیک کرنا مشکل ہے۔

اس کے علاوہ، غیر نامیاتی نمکیات یا دھاتوں کے نامیاتی مرکبات عام طور پر سول-جیل کے طریقہ کار سے ایلومینا پیشگی تیار کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، اور خالص پانی یا نامیاتی سالوینٹس کو سال پیدا کرنے کے لیے محلول تیار کرنے کے لیے شامل کیا جاتا ہے، جسے پھر جیل، خشک اور بھونایا جاتا ہے۔ فی الحال، ایلومینا کی تیاری کے عمل کو پی بی ڈی ہائیڈریشن کے طریقہ کار کی بنیاد پر اب بھی بہتر بنایا گیا ہے، اور کاربنائزیشن کا طریقہ صنعتی ایلومینا کی پیداوار کا بنیادی طریقہ بن گیا ہے کیونکہ اس کی معیشت اور ماحولیاتی تحفظ ہے۔ اس کی زیادہ یکساں تاکنا سائز کی تقسیم کی وجہ سے، جو کہ ایک ممکنہ طریقہ ہے، لیکن صنعتی استعمال کو محسوس کرنے کے لیے اسے بہتر کرنے کی ضرورت ہے۔

1.2 ایم اے کی تیاری

روایتی ایلومینا فنکشنل ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا، اس لیے اعلیٰ کارکردگی والے ایم اے کو تیار کرنا ضروری ہے۔ ترکیب کے طریقوں میں عام طور پر شامل ہیں: کاربن مولڈ کے ساتھ سخت ٹیمپلیٹ کے ساتھ نینو کاسٹنگ کا طریقہ۔ SDA کی ترکیب: SDA اور دیگر cationic، anionic یا nonionic سرفیکٹینٹس جیسے نرم ٹیمپلیٹس کی موجودگی میں بخارات سے متاثرہ خود اسمبلی عمل (EISA)۔

1.2.1 EISA عمل

نرم ٹیمپلیٹ کو تیزابیت کی حالت میں استعمال کیا جاتا ہے، جو سخت جھلی کے طریقہ کار کے پیچیدہ اور وقت طلب عمل سے بچتا ہے اور یپرچر کی مسلسل ترمیم کا احساس کر سکتا ہے۔ EISA کی طرف سے MA کی تیاری نے اپنی آسان دستیابی اور تولیدی صلاحیت کی وجہ سے بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ مختلف میسوپورس ڈھانچے تیار کیے جاسکتے ہیں۔ MA کے تاکنے والے سائز کو سرفیکٹنٹ کی ہائیڈروفوبک چین کی لمبائی کو تبدیل کرکے یا حل میں ایلومینیم کے پیشگی سے ہائیڈولیسس کیٹالسٹ کے داڑھ کے تناسب کو ایڈجسٹ کرکے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ اس لیے، EISA، جسے ایک قدمی ترکیب اور اعلی سطح کی ترمیم sol-gel طریقہ بھی کہا جاتا ہے۔ ایریا ایم اے اور آرڈرڈ میسوپورس ایلومینا (او ایم اے)، مختلف نرم پر لاگو کیا گیا ہے۔ ٹیمپلیٹس، جیسے P123، F127، triethanolamine (چائے) وغیرہ۔ EISA organoaluminium precursors کے شریک اسمبلی کے عمل کو تبدیل کر سکتا ہے، جیسے کہ ایلومینیم الکو آکسائیڈز اور سرفیکٹینٹ ٹیمپلیٹس، عام طور پر ایلومینیم آئسوپروپوکسائیڈ اور P123، مجھے کامیاب ترقی کے لیے مواد فراہم کرنے کے لیے۔ EISA کے عمل کو درست ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہے۔ مستحکم سول حاصل کرنے اور سول میں سرفیکٹنٹ مائیکلز کے ذریعہ تشکیل پانے والے میسوفیس کی نشوونما کے لئے ہائیڈولیسس اور کنڈینسیشن کائینیٹکس کا۔

EISA کے عمل میں، غیر آبی سالوینٹس (جیسے ایتھنول) اور آرگینک کمپلیکسنگ ایجنٹوں کا استعمال مؤثر طریقے سے آرگنالومینیم پیشگیوں کے ہائیڈرولیسس اور گاڑھا ہونے کی شرح کو کم کر سکتا ہے اور OMA مواد کی خود ساختہ اسمبلی کو آمادہ کر سکتا ہے، جیسے کہ Al(OR)3 اور ایلومینیم آئسوپروپوکسائڈ تاہم، غیر آبی اتار چڑھاؤ والے سالوینٹس میں، سرفیکٹنٹ ٹیمپلیٹس عام طور پر اپنی ہائیڈرو فیلیسیٹی/ہائیڈرو فوبیسٹی کھو دیتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ہائیڈولیسس اور پولی کنڈینسیشن میں تاخیر کی وجہ سے، انٹرمیڈیٹ پروڈکٹ میں ہائیڈروفوبک گروپ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے سرفیکٹنٹ ٹیمپلیٹ کے ساتھ تعامل کرنا مشکل ہوتا ہے۔ صرف اس صورت میں جب سرفیکٹنٹ کا ارتکاز اور ایلومینیم کے ہائیڈولیسس اور پولی کنڈینسیشن کی ڈگری میں سالوینٹ بخارات کے عمل میں بتدریج اضافہ کیا جائے تو ٹیمپلیٹ اور ایلومینیم کی خود ساختہ اسمبلی ہو سکتی ہے۔ لہٰذا، بہت سے پیرامیٹرز جو سالوینٹس کے بخارات کی صورت حال کو متاثر کرتے ہیں اور پیش خیمہ کے ہائیڈولیسس اور کنڈینسیشن ری ایکشن کو متاثر کرتے ہیں، جیسے درجہ حرارت، رشتہ دار نمی، اتپریرک، سالوینٹ بخارات کی شرح، وغیرہ، حتمی اسمبلی ڈھانچہ کو متاثر کریں گے۔ جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 1، اعلی تھرمل استحکام اور اعلی اتپریرک کارکردگی کے ساتھ OMA مواد کو سولووتھرمل اسسٹڈ ایوپوریشن انڈسڈ سیلف اسمبلی (SA-EISA) کے ذریعے ترکیب کیا گیا تھا۔ سولووتھرمل ٹریٹمنٹ نے چھوٹے سائز کے کلسٹر ایلومینیم ہائیڈروکسیل گروپس بنانے کے لیے ایلومینیم پیشگیوں کے مکمل ہائیڈرولیسس کو فروغ دیا، جس نے سرفیکٹینٹس اور ایلومینیم کے درمیان تعامل کو بڑھایا۔ EISA کے عمل میں دو جہتی ہیکساگونل میسوفیس تشکیل دیا گیا اور OMA سے 400 ℃ پر کیلکائن کیا گیا۔ روایتی EISA کے عمل میں، وانپیکرن کے عمل کے ساتھ organoaluminium precursor کے hydrolysis کے ساتھ ہوتا ہے، اس لیے evaporation کے حالات کا رد عمل اور OMA کی حتمی ساخت پر اہم اثر ہوتا ہے۔ سولووتھرمل ٹریٹمنٹ مرحلہ ایلومینیم کے پیشگی کے مکمل ہائیڈولیسس کو فروغ دیتا ہے اور جزوی طور پر گاڑھا کلسٹرڈ ایلومینیم ہائیڈروکسیل گروپ تیار کرتا ہے۔ OMA بخارات کی ایک وسیع رینج کے تحت تشکیل پاتا ہے۔ روایتی EISA طریقہ سے تیار کردہ MA کے مقابلے میں، SA-EISA طریقہ سے تیار کردہ OMA میں زیادہ سوراخ والیوم، بہتر مخصوص سطح کا رقبہ اور بہتر تھرمل استحکام ہے۔ مستقبل میں، ای آئی ایس اے کا طریقہ ریمنگ ایجنٹ کا استعمال کیے بغیر ہائی کنورژن ریٹ اور بہترین سلیکٹیوٹی کے ساتھ انتہائی بڑے یپرچر MA کو تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

تصویر 1 OMA مواد کی ترکیب کے لیے SA-EISA طریقہ کا فلو چارٹ

1.2.2 دیگر عمل

روایتی MA کی تیاری میں واضح میسوپورس ڈھانچے کو حاصل کرنے کے لیے ترکیب کے پیرامیٹرز کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، اور ٹیمپلیٹ مواد کو ہٹانا بھی مشکل ہوتا ہے، جو ترکیب کے عمل کو پیچیدہ بناتا ہے۔ اس وقت بہت سے ادباء نے مختلف سانچوں کے ساتھ ایم اے کی ترکیب کی اطلاع دی ہے۔ حالیہ برسوں میں، تحقیق میں بنیادی طور پر MA کی ترکیب پر توجہ مرکوز کی گئی جس میں گلوکوز، سوکروز اور نشاستہ بطور ٹیمپلیٹس ایلومینیم آئسوپروپوکسائیڈ کے ذریعے آبی محلول میں بنایا گیا ہے۔ ان میں سے زیادہ تر MA مواد ایلومینیم نائٹریٹ، سلفیٹ اور الکوکسائیڈ سے ایلومینیم کے ذرائع کے طور پر ترکیب کیے گئے ہیں۔ MA CTAB بھی ایلومینیم کے ذریعہ PB کی براہ راست ترمیم کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ مختلف ساختی خصوصیات کے ساتھ MA، یعنی Al2O3)-1، Al2O3)-2 اور al2o3اور اچھی تھرمل استحکام ہے۔ سرفیکٹنٹ کا اضافہ PB کے موروثی کرسٹل ڈھانچے کو تبدیل نہیں کرتا ہے، لیکن ذرات کے اسٹیکنگ موڈ کو تبدیل کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، Al2O3-3 کی تشکیل نامیاتی سالوینٹ پی ای جی یا پی ای جی کے گرد جمع ہونے سے مستحکم نینو پارٹیکلز کے چپکنے سے بنتی ہے۔ تاہم، Al2O3-1 کی تاکنا سائز کی تقسیم بہت تنگ ہے۔ اس کے علاوہ، پیلیڈیم پر مبنی اتپریرک مصنوعی MA کے ساتھ کیریئر کے طور پر تیار کیے گئے تھے۔ میتھین دہن کے رد عمل میں، Al2O3-3 کی طرف سے تعاون یافتہ اتپریرک نے اچھی اتپریرک کارکردگی دکھائی۔

پہلی بار، نسبتاً تنگ تاکنا سائز کی تقسیم کے ساتھ ایم اے سستے اور ایلومینیم سے بھرپور ایلومینیم بلیک سلیگ ABD استعمال کرکے تیار کیا گیا۔ پیداوار کے عمل میں کم درجہ حرارت اور عام دباؤ پر نکالنے کا عمل شامل ہے۔ نکالنے کے عمل میں رہ جانے والے ٹھوس ذرات ماحول کو آلودہ نہیں کریں گے، اور انہیں کم خطرہ کے ساتھ ڈھیر کیا جا سکتا ہے یا کنکریٹ کی درخواست میں فلر یا مجموعی کے طور پر دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ترکیب شدہ MA کا مخصوص سطح کا رقبہ 123~162m2/g ہے، تاکنا سائز کی تقسیم تنگ ہے، چوٹی کا رداس 5.3nm ہے، اور porosity 0.37 cm3/g ہے۔ مواد نینو سائز کا ہے اور کرسٹل کا سائز تقریباً 11nm ہے۔ ٹھوس ریاست کی ترکیب MA کی ترکیب کے لیے ایک نیا عمل ہے، جسے طبی استعمال کے لیے ریڈیو کیمیکل جاذب پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایلومینیم کلورائیڈ، امونیم کاربونیٹ اور گلوکوز کے خام مال کو 1:1.5:1.5 کے داڑھ کے تناسب میں ملایا جاتا ہے، اور MA کو ایک نئے ٹھوس ریاست میکانکی کیمیکل رد عمل کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے۔ تھرمل بیٹری کے آلات میں 131I کو مرتکز کرنے سے، مجموعی پیداوار 19 فیصد کے بعد 19 فیصد ہوتی ہے۔ %، اور حاصل کردہ 131I[NaI] محلول میں تابکاری کا زیادہ ارتکاز (1.7TBq/mL) ہوتا ہے، اس طرح تائیرائڈ کینسر کے علاج کے لیے بڑی مقدار میں 131I[NaI] کیپسول کے استعمال کا احساس ہوتا ہے۔

خلاصہ یہ کہ مستقبل میں، چھوٹے مالیکیولر ٹیمپلیٹس کو ملٹی لیول آرڈرڈ پور سٹرکچرز بنانے، مواد کی ساخت، مورفولوجی اور سطح کی کیمیائی خصوصیات کو مؤثر طریقے سے ایڈجسٹ کرنے، اور سطح کا بڑا رقبہ اور آرڈرڈ ورم ہول MA پیدا کرنے کے لیے بھی تیار کیا جا سکتا ہے۔ سستے ٹیمپلیٹس اور ایلومینیم کے ذرائع کو دریافت کریں، ترکیب کے عمل کو بہتر بنائیں، ترکیب کے طریقہ کار کو واضح کریں اور عمل کی رہنمائی کریں۔

2 ایم اے کی ترمیم کا طریقہ

ایم اے کیریئر پر فعال اجزاء کو یکساں طور پر تقسیم کرنے کے طریقوں میں امپریگنیشن، ان سیٹو سنتھی-سس، ورن، آئن ایکسچینج، مکینیکل مکسنگ اور پگھلنا شامل ہیں، جن میں سے پہلے دو سب سے زیادہ استعمال ہوتے ہیں۔

2.1 ان سیٹو ترکیب کا طریقہ

فنکشنل ترمیم میں استعمال ہونے والے گروپوں کو MA کی تیاری کے عمل میں شامل کیا جاتا ہے تاکہ مواد کے ڈھانچے کی ساخت کو تبدیل اور مستحکم کیا جا سکے اور اتپریرک کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکے۔ عمل کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ لیو ایٹ ال۔ ٹیمپلیٹ کے طور پر P123 کے ساتھ Ni/Mo-Al2O3in سیٹو ترکیب شدہ۔ Ni اور Mo دونوں کو ترتیب شدہ MA چینلز میں منتشر کر دیا گیا، MA کے میسوپورس ڈھانچے کو تباہ کیے بغیر، اور اتپریرک کارکردگی واضح طور پر بہتر ہوئی۔ γ-Al2O3 کے مقابلے میں، ایک ترکیب شدہ گاما-al2o3substrate پر حالت میں نمو کے طریقہ کار کو اپنانا، MnO2-Al2O3 میں بی ای ٹی کا مخصوص سطحی رقبہ اور تاکنا حجم ہے، اور تنگ سوراخ سائز کی تقسیم کے ساتھ ایک بیموڈل میسوپورس ڈھانچہ ہے۔ MnO2-Al2O3 میں تیز جذب کی شرح اور F- کے لیے اعلی کارکردگی ہے، اور اس کی ایک وسیع پی ایچ ایپلی کیشن رینج (pH=4~10) ہے، جو عملی صنعتی استعمال کے حالات کے لیے موزوں ہے۔ MnO2-Al2O3 کی ری سائیکلنگ کارکردگی γ-Al2O سے بہتر ہے۔ ساختی استحکام کو مزید بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔ خلاصہ یہ کہ ان سیٹو سنتھیسز کے ذریعے حاصل کیے گئے MA میں ترمیم شدہ مواد میں اچھی ساختی ترتیب، گروپس اور ایلومینا کیریئرز کے درمیان مضبوط تعامل، سخت امتزاج، بڑے مواد کا بوجھ، اور کیٹلیٹک رد عمل کے عمل میں فعال اجزاء کے بہانے کا سبب بننا آسان نہیں ہے۔ ، اور اتپریرک کارکردگی نمایاں طور پر بہتر ہوئی ہے۔

تصویر 2 ان سیٹو ترکیب کے ذریعے فنکشنلائزڈ ایم اے کی تیاری

2.2 حمل کا طریقہ

تیار شدہ MA کو تبدیل شدہ گروپ میں ڈبونا، اور علاج کے بعد ترمیم شدہ MA مواد حاصل کرنا، تاکہ کیٹالیسس، جذب اور اس طرح کے اثرات کو محسوس کیا جا سکے۔ Cai et al. سول-جیل کے طریقہ کار سے P123 سے MA تیار کیا، اور مضبوط جذب کی کارکردگی کے ساتھ امینو ترمیم شدہ MA مواد حاصل کرنے کے لیے اسے ایتھنول اور ٹیٹراتھیلینپینٹامین محلول میں بھگو دیا۔ اس کے علاوہ، Belkacemi et al. آرڈر شدہ زنک ڈوپڈ ترمیم شدہ MA مواد حاصل کرنے کے لیے اسی عمل کے ذریعے ZnCl2solution میں ڈبو دیا گیا۔ سطح کا مخصوص رقبہ اور pore حجم بالترتیب 394m2/g اور 0.55 cm3/g ہے۔ اندرونی ترکیب کے طریقہ کار کے مقابلے میں، امپریگنیشن کے طریقہ کار میں بہتر عنصر کی بازی، مستحکم میسوپورس ڈھانچہ اور اچھی جذب کی کارکردگی ہوتی ہے، لیکن فعال اجزاء اور ایلومینا کیریئر کے درمیان تعامل کی قوت کمزور ہے، اور اتپریرک سرگرمی آسانی سے بیرونی عوامل سے مداخلت کرتی ہے۔

3 فنکشنل پیشرفت

خاص خصوصیات کے ساتھ rare Earth MA کی ترکیب مستقبل میں ترقی کا رجحان ہے۔ اس وقت ترکیب کے بہت سے طریقے ہیں۔ عمل کے پیرامیٹرز ایم اے کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔ MA کا مخصوص سطح کا رقبہ، تاکنا حجم اور تاکنا قطر کو ٹیمپلیٹ کی قسم اور ایلومینیم پیشگی ساخت کے ذریعے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ کیلکیشن کا درجہ حرارت اور پولیمر ٹیمپلیٹ کا ارتکاز MA کے مخصوص سطحی رقبہ اور تاکنا والیوم کو متاثر کرتا ہے۔ سوزوکی اور یاماؤچی نے پایا کہ کیلکیشن کا درجہ حرارت 500℃ سے بڑھا کر 900℃ کر دیا گیا ہے۔ یپرچر کو بڑھایا جا سکتا ہے اور سطح کے رقبے کو کم کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، نایاب زمین میں تبدیلی کا علاج کیٹلیٹک عمل میں سرگرمی، سطح کے تھرمل استحکام، ساختی استحکام اور MA مواد کی سطح کی تیزابیت کو بہتر بناتا ہے، اور MA فنکشنلائزیشن کی ترقی کو پورا کرتا ہے۔

3.1 Defluorination Adsorbent

چین میں پینے کے پانی میں فلورین شدید نقصان دہ ہے۔ اس کے علاوہ، صنعتی زنک سلفیٹ محلول میں فلورین کی مقدار میں اضافہ الیکٹروڈ پلیٹ کے سنکنرن، کام کرنے والے ماحول کے بگاڑ، الیکٹرک زنک کے معیار میں کمی اور تیزاب بنانے کے نظام میں ری سائیکل شدہ پانی کی مقدار میں کمی کا باعث بنے گا۔ اور فلوائزڈ بیڈ فرنس روسٹنگ فلو گیس کا الیکٹرولیسس عمل۔ فی الحال، جذب کرنے کا طریقہ گیلے defluorination کے عام طریقوں میں سب سے زیادہ پرکشش ہے۔ تاہم، کچھ کوتاہیاں ہیں، جیسے کہ جذب کرنے کی ناقص صلاحیت، پی ایچ کی محدود حد، ثانوی آلودگی وغیرہ۔ ایکٹیویٹڈ کاربن، ایمورفوس ایلومینا، ایکٹیویٹڈ ایلومینا اور دیگر ادسوربینٹ پانی کے ڈیفلورینیشن کے لیے استعمال کیے گئے ہیں، لیکن جذب کرنے والے مواد کی قیمت زیادہ ہے، اور ایف ان نیوٹرل محلول یا زیادہ ارتکاز کی جذب کرنے کی صلاحیت کم ہے۔ فلورائڈ کو ہٹانے کے لئے جذب کرنے والے کا مطالعہ کیا کیونکہ اس کی اعلی تعلق اور انتخاب کی وجہ سے فلورائیڈ غیر جانبدار pH ویلیو پر ہے، لیکن یہ فلورائیڈ کی ناقص جذب کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے محدود ہے، اور صرف pH<6 پر فلورائیڈ جذب کرنے کی اچھی کارکردگی ہو سکتی ہے۔ MA نے اپنے بڑے مخصوص سطحی رقبے کی وجہ سے ماحولیاتی آلودگی کنٹرول میں وسیع توجہ مبذول کرائی ہے، منفرد تاکنا سائز اثر، ایسڈ بیس کی کارکردگی، تھرمل اور مکینیکل استحکام۔ کنڈو وغیرہ۔ 62.5 mg/g کی زیادہ سے زیادہ فلورین جذب کرنے کی صلاحیت کے ساتھ تیار کردہ MA۔ MA کی فلورین جذب کرنے کی صلاحیت اس کی ساختی خصوصیات سے بہت متاثر ہوتی ہے، جیسے مخصوص سطح کا رقبہ، سطح کے فنکشنل گروپس، تاکنا کا سائز اور مکمل تاکنا سائز۔ MA کی ساخت اور کارکردگی کو ایڈجسٹ کرنا اس کی جذب کی کارکردگی کو بہتر بنانے کا ایک اہم طریقہ ہے۔

لا کے سخت تیزاب اور فلورین کی سخت بنیادییت کی وجہ سے، لا اور فلورین آئنوں کے درمیان ایک مضبوط تعلق ہے۔ حالیہ برسوں میں، کچھ مطالعات سے پتہ چلا ہے کہ لا ایک ترمیم کنندہ کے طور پر فلورائڈ کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم، نایاب زمین کے جذب کرنے والوں کی کم ساختی استحکام کی وجہ سے، زیادہ نایاب زمینیں محلول میں ڈالی جاتی ہیں، جس کے نتیجے میں پانی کی ثانوی آلودگی اور انسانی صحت کو نقصان ہوتا ہے۔ دوسری طرف، پانی کے ماحول میں ایلومینیم کی زیادہ مقدار انسانی صحت کے لیے زہر میں سے ایک ہے۔ لہذا، یہ ضروری ہے کہ اچھی استحکام کے ساتھ ایک قسم کا مرکب جذب کرنے والا تیار کیا جائے اور فلورین کو ہٹانے کے عمل میں دیگر عناصر کی کوئی لیچنگ یا کم لیچنگ نہ ہو۔ La اور Ce کے ذریعے ترمیم شدہ MA کو امپریگنیشن طریقہ (La/MA اور Ce/MA) کے ذریعے تیار کیا گیا تھا۔ نایاب زمین کے آکسائیڈز کو پہلی بار ایم اے کی سطح پر کامیابی کے ساتھ لوڈ کیا گیا، جس میں ڈیفلورینیشن کی کارکردگی زیادہ تھی۔ فلورین کو ہٹانے کا بنیادی طریقہ کار الیکٹرو سٹیٹک جذب اور کیمیائی جذب ہیں، سطح کے مثبت چارج کی الیکٹران کشش اور لیگنڈ ایکسچینج ری ایکشن سطح کے ہائیڈروکسیل کے ساتھ مل جاتا ہے۔ adsorbent سطح پر hydroxyl فنکشنل گروپ کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈ پیدا کرتا ہے F-، La اور Ce کی ترمیم فلورین کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بہتر بناتی ہے، La/MA میں ہائیڈروکسیل جذب کرنے کی زیادہ جگہیں ہوتی ہیں، اور F کی جذب کرنے کی صلاحیت La </MA>Ce/MA>MA کی ترتیب میں ہوتی ہے۔ ابتدائی ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، فلورین کی جذب کرنے کی صلاحیت بڑھ جاتی ہے۔ جذب اثر بہترین ہوتا ہے جب پی ایچ 5~9 ہو، اور فلورین جذب کرنے کا عمل Langmuir isothermal adsorption ماڈل کے ساتھ موافق ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، ایلومینا میں سلفیٹ آئنوں کی نجاست بھی نمونوں کے معیار کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتی ہے۔ اگرچہ نایاب زمین میں ترمیم شدہ ایلومینا پر متعلقہ تحقیق کی گئی ہے، لیکن زیادہ تر تحقیق جذب کرنے والے عمل پر مرکوز ہے، جسے صنعتی طور پر استعمال کرنا مشکل ہے۔ مستقبل میں، ہم زنک سلفیٹ محلول میں فلورین کمپلیکس کے انحطاط کے طریقہ کار کا مطالعہ کر سکتے ہیں۔ اور فلورین آئنوں کی ہجرت کی خصوصیات، موثر، کم لاگت اور قابل تجدید فلورین آئن جذب حاصل کرنے کے لیے زنک ہائیڈرومیٹالرجی سسٹم میں زنک سلفیٹ محلول کی ڈیفلوورینیشن، اور نایاب زمین ایم اے نینو ادسوربینٹ پر مبنی ہائی فلورین محلول کے علاج کے لیے پروسیس کنٹرول ماڈل قائم کریں۔

3.2 کیٹالسٹ

3.2.1 میتھین کی خشک اصلاح

نایاب زمین غیر محفوظ مواد کی تیزابیت (بنیادی) کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے، آکسیجن کی خالی جگہ کو بڑھا سکتی ہے، اور یکساں بازی، نینو میٹر پیمانے اور استحکام کے ساتھ اتپریرک کی ترکیب کر سکتی ہے۔ یہ اکثر CO2 کے میتھینیشن کو متحرک کرنے کے لئے عظیم دھاتوں اور منتقلی دھاتوں کی مدد کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ اس وقت، نایاب زمین میں ترمیم شدہ میسوپورس مواد میتھین ڈرائی ریفارمنگ (MDR)، VOCs کی فوٹوکاٹلیٹک انحطاط اور ٹیل گیس پیوریفیکیشن کی طرف ترقی کر رہے ہیں۔ نوبل دھاتوں (جیسے Pd، Ru، Rh، وغیرہ) اور دیگر منتقلی دھاتوں (جیسے کہ) کے مقابلے Co، Fe، وغیرہ)، Ni/Al2O3catalyst اس کی اعلیٰ اتپریرک سرگرمی کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے اور انتخاب، اعلی استحکام اور میتھین کے لیے کم قیمت۔ تاہم، Ni/Al2O3 کی سطح پر Ni nanoparticles کی sintering اور کاربن کا ذخیرہ اتپریرک کے تیزی سے غیر فعال ہونے کا باعث بنتا ہے۔ لہٰذا، اتپریرک سرگرمی، استحکام اور جھلسنے والی مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے تیز رفتار کو شامل کرنا، کیٹلیسٹ کیریئر میں ترمیم کرنا اور تیاری کے راستے کو بہتر بنانا ضروری ہے۔ عام طور پر، نایاب ارتھ آکسائیڈز کو متضاد کاتالسٹس میں ساختی اور الیکٹرانک پروموٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور CeO2 Ni کے پھیلاؤ کو بہتر بناتا ہے اور مضبوط دھاتی معاونت کے تعامل کے ذریعے دھاتی Ni کی خصوصیات کو تبدیل کرتا ہے۔

MA بڑے پیمانے پر دھاتوں کے پھیلاؤ کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور فعال دھاتوں کو ان کے جمع ہونے سے روکنے کے لیے روک تھام فراہم کرتا ہے۔ La2O3 اعلی آکسیجن ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کے ساتھ تبدیلی کے عمل میں کاربن کی مزاحمت کو بڑھاتا ہے، اور La2O3 میسوپورس ایلومینا پر Co کے پھیلاؤ کو فروغ دیتا ہے، جس میں اعلیٰ اصلاحی سرگرمی اور لچک ہوتی ہے۔ La2O3promoter Co/MA کیٹالسٹ کی MDR سرگرمی کو بڑھاتا ہے، اور Co3O4اور CoAl2O4phases اتپریرک سطح پر بنتے ہیں۔ تاہم، انتہائی منتشر La2O3 میں 8nm~10nm کے چھوٹے دانے ہوتے ہیں۔ MDR کے عمل میں، La2O3 اور CO2 کے درمیان اندرونی تعامل نے La2O2CO3mesophase کو تشکیل دیا، جس نے اتپریرک سطح پر CxHy کے مؤثر خاتمے کی حوصلہ افزائی کی۔ La2O3 اعلی الیکٹران کثافت فراہم کرکے اور 10% Co/MA میں آکسیجن خالی جگہ کو بڑھا کر ہائیڈروجن کی کمی کو فروغ دیتا ہے۔ La2O3 کا اضافہ CH4 کی کھپت کی ظاہری ایکٹیویشن توانائی کو کم کرتا ہے۔ لہذا، CH4 کی تبدیلی کی شرح 1073K K پر 93.7% تک بڑھ گئی۔ La2O3 کے اضافے نے کیٹلیٹک سرگرمی کو بہتر بنایا، H2 کی کمی کو فروغ دیا، Co0 فعال سائٹس کی تعداد میں اضافہ ہوا، کم جمع کاربن پیدا کیا اور آکسیجن کی خالی جگہ کو 73.3% تک بڑھا دیا۔

لی ژیاؤفینگ میں مساوی حجم کے امپریگنیشن طریقہ کے ذریعہ سی اور پی آر کو Ni/Al2O3catalyst پر سپورٹ کیا گیا۔ Ce اور Pr کو شامل کرنے کے بعد، H2 میں سلیکٹیوٹی بڑھ گئی اور CO کی سلیکٹیوٹی کم ہوگئی۔ Pr کے ذریعے ترمیم شدہ MDR میں بہترین اتپریرک صلاحیت تھی، اور H2 کی سلیکٹیوٹی 64.5% سے بڑھ کر 75.6% ہو گئی، جب کہ CO کی سلیکٹیوٹی 31.4% Peng Shujing et al سے کم ہو گئی۔ سول-جیل طریقہ استعمال کیا گیا، Ce-modified MA کو ایلومینیم آئسوپروپوکسائیڈ، آئسوپروپانول سالوینٹس اور سیریم نائٹریٹ ہیکساہائیڈریٹ کے ساتھ تیار کیا گیا تھا۔ مصنوعات کے مخصوص سطح کے علاقے میں تھوڑا سا اضافہ کیا گیا تھا. سی کے اضافے نے ایم اے کی سطح پر چھڑی نما نینو پارٹیکلز کی جمع کو کم کردیا۔ γ- Al2O3 کی سطح پر کچھ ہائیڈروکسیل گروپس بنیادی طور پر Ce مرکبات سے ڈھکے ہوئے تھے۔ MA کے تھرمل استحکام کو بہتر بنایا گیا تھا، اور 10 گھنٹے تک 1000℃ پر کیلکینیشن کے بعد کوئی کرسٹل فیز ٹرانسفارمیشن نہیں ہوا۔ وانگ باؤوی ایٹ ال۔ Coprecipitation طریقہ کے ذریعے MA مواد CeO2-Al2O4 تیار کیا گیا۔ CeO2 کیوبک چھوٹے اناج کے ساتھ ایلومینا میں یکساں طور پر منتشر تھا۔ CeO2-Al2O4 پر Co اور Mo کی حمایت کرنے کے بعد، ایلومینا اور فعال جزو Co اور Mo کے درمیان تعامل کو CEO2 نے مؤثر طریقے سے روک دیا تھا۔

نایاب زمین کے فروغ دینے والے (La, Ce, y اور Sm) کو MDR کے لیے Co/MA کیٹالسٹ کے ساتھ ملایا گیا ہے، اور یہ عمل تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 3. نادر زمین کے فروغ دینے والے MA کیریئر پر Co کے پھیلاؤ کو بہتر بنا سکتے ہیں اور شریک ذرات کے جمع ہونے کو روک سکتے ہیں۔ ذرہ کا سائز جتنا چھوٹا ہوگا، Co-MA کا تعامل اتنا ہی مضبوط ہوگا، YCo/MA کیٹالسٹ میں کیٹلیٹک اور سائنٹرنگ کی صلاحیت اتنی ہی مضبوط ہوگی، اور MDR سرگرمی اور کاربن جمع کرنے پر متعدد پروموٹرز کے مثبت اثرات۔ تصویر۔ 1023K، Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 پر 8 گھنٹے کے لیے MDR علاج کے بعد 4 ایک HRTEM iMAge ہے۔ Co پارٹیکلز سیاہ دھبوں کی شکل میں موجود ہوتے ہیں، جب کہ ایم اے کیریئر سرمئی رنگ کی شکل میں موجود ہوتے ہیں، جو الیکٹران کی کثافت کے فرق پر منحصر ہوتے ہیں۔ HRTEM امیج میں 10%Co/MA (تصویر 4b) کے ساتھ، Co دھاتی ذرات کا مجموعہ ma کیریئرز پر دیکھا جاتا ہے نادر زمین پروموٹر کا اضافہ Co ذرات کو 11.0nm~12.5nm تک کم کر دیتا ہے۔ YCo/MA میں مضبوط Co-MA تعامل ہے، اور اس کی sintering کارکردگی دوسرے اتپریرک سے بہتر ہے۔ اس کے علاوہ، جیسا کہ انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 4b سے 4f تک، کھوکھلی کاربن نانوائرز (CNF) کیٹالسٹس پر پیدا ہوتے ہیں، جو گیس کے بہاؤ کے ساتھ رابطے میں رہتے ہیں اور اتپریرک کو غیر فعال ہونے سے روکتے ہیں۔

تصویر 3 طبعی اور کیمیائی خصوصیات پر نایاب زمین کے اضافے کا اثر اور Co/MA کیٹلیسٹ کی MDR کیٹلیٹک کارکردگی

3.2.2 ڈی آکسیڈیشن کیٹیلسٹ

Fe2O3/Meso-CeAl، ایک Ce-doped Fe-based deoxidation اتپریرک، 1-botene کے oxidative dehydrogenation کے ذریعے CO2as نرم آکسیڈینٹ کے ساتھ تیار کیا گیا تھا، اور 1,3-botadiene (BD) کی ترکیب میں استعمال کیا گیا تھا۔ سی ای ایلومینا میٹرکس میں بہت زیادہ منتشر تھا، اور Fe2O3/meso بہت زیادہ منتشر تھاFe2O3/Meso-CeAl-100 کیٹالسٹ میں نہ صرف انتہائی منتشر لوہے کی انواع اور اچھی ساختی خصوصیات ہیں، بلکہ اس میں آکسیجن ذخیرہ کرنے کی اچھی صلاحیت بھی ہے، اس لیے اس میں جذب اور ایکٹیویشن کی صلاحیت اچھی ہے۔ CO2 کا۔ جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، TEM تصاویر ظاہر کرتی ہیں کہ Fe2O3/Meso-CeAl-100 ریگولر ہےیہ ظاہر کرتا ہے کہ MesoCeAl-100 کی کیڑے نما چینل کی ساخت ڈھیلی اور غیر محفوظ ہے، جو فعال اجزاء کے پھیلاؤ کے لیے فائدہ مند ہے، جبکہ انتہائی منتشر ہونے والی ایلومینا میٹرکس میں کامیابی کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے۔ موٹر گاڑیوں کے انتہائی کم اخراج کے معیار پر پورا اترنے والی نوبل میٹل کیٹالسٹ کوٹنگ میٹریل نے تاکنا ڈھانچہ، ہائیڈرو تھرمل استحکام اور بڑی آکسیجن ذخیرہ کرنے کی صلاحیت تیار کی ہے۔

3.2.3 گاڑیوں کے لیے اتپریرک

Pd-Rh نے آٹوموٹو کیٹیلسٹ کوٹنگ مواد حاصل کرنے کے لیے کواٹرنری ایلومینیم پر مبنی نایاب زمین کمپلیکس AlCeZrTiOx اور AlLaZrTiOx کی حمایت کی۔ میسوپورس ایلومینیم پر مبنی نایاب زمین کمپلیکس Pd-Rh/ALC کو اچھی پائیداری کے ساتھ CNG گاڑی کے ایگزاسٹ پیوریفیکیشن کیٹالسٹ کے طور پر کامیابی کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، اور CH4 کی تبدیلی کی کارکردگی، CNG گاڑیوں کے ایگزاسٹ گیس کا بنیادی جزو، زیادہ سے زیادہ 97.8% ہے۔ ہائیڈرو تھرمل ایک قدمی طریقہ اپنائیں تاکہ نایاب ارتھ ایم اے کمپوزٹ میٹریل کو خود اسمبلی کا احساس دلانے کے لیے تیار کیا جا سکے، میٹاسٹیبل سٹیٹ اور ہائی ایگریگیشن کے ساتھ آرڈر شدہ میسوپورس پیشگی ترکیب کی گئی، اور RE-Al کی ترکیب "کمپاؤنڈ گروتھ یونٹ" کے ماڈل کے مطابق تھی۔ ، اس طرح آٹوموبائل راستہ پوسٹ ماونٹڈ تین طرفہ کی طہارت کا احساس اتپریرک کنورٹر

تصویر 4 ایچ آر ٹی ای ایم امیجز ma(a)، Co/MA(b)، LaCo/MA(c)، CeCo/MA(d)، YCo/MA(e) اور SmCo/MA(f)

تصویر 5 TEM امیج (A) اور EDS عنصر ڈایاگرام (b,c) Fe2O3/Meso-CeAl-100

3.3 چمکیلی کارکردگی

نایاب زمینی عناصر کے الیکٹران توانائی کی مختلف سطحوں کے درمیان منتقلی کے لیے آسانی سے پرجوش ہوتے ہیں اور روشنی خارج کرتے ہیں۔ نایاب زمین کے آئنوں کو اکثر چمکدار مواد تیار کرنے کے لیے ایکٹیویٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ نایاب زمین کے آئنوں کو ایلومینیم فاسفیٹ کے کھوکھلے مائیکرو اسپیئرز کی سطح پر کوپریسیپیٹیشن طریقہ اور آئن کے تبادلے کے طریقے سے لوڈ کیا جا سکتا ہے، اور چمکدار مواد AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) تیار کیا جا سکتا ہے۔ luminescent طول موج قریب الٹرا وایلیٹ خطے میں ہے۔ MA اس کی جڑتا، کم ڈائی الیکٹرک مستقل اور کم چالکتا کی وجہ سے پتلی فلموں میں بنتی ہے، جو اسے برقی اور نظری آلات، پتلی فلموں، رکاوٹوں، سینسر وغیرہ پر لاگو کرتی ہے۔ ردعمل کو محسوس کرنے کے لیے ایک جہتی فوٹوونک کرسٹل، توانائی پیدا کرنے اور اینٹی ریفلیکشن کوٹنگز کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ یہ آلات مخصوص آپٹیکل پاتھ کی لمبائی کے ساتھ اسٹیکڈ فلمیں ہیں، اس لیے ریفریکٹیو انڈیکس اور موٹائی کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ فی الحال، ہائی ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ اور زرکونیم آکسائیڈ اور کم ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ سلکان ڈائی آکسائیڈ اکثر ایسے آلات کو ڈیزائن اور بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ . مختلف سطح کی کیمیائی خصوصیات کے ساتھ مواد کی دستیابی کی حد کو بڑھا دیا گیا ہے، جس کی وجہ سے اعلی درجے کے فوٹوون سینسرز کو ڈیزائن کرنا ممکن ہو جاتا ہے۔ آپٹیکل آلات کے ڈیزائن میں ایم اے اور آکسی ہائیڈرو آکسائیڈ فلموں کا تعارف بڑی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے کیونکہ ریفریکٹیو انڈیکس سلکان ڈائی آکسائیڈ سے ملتا جلتا ہے۔ لیکن کیمیائی خصوصیات مختلف ہیں۔

3.4 تھرمل استحکام

درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، sintering سنجیدگی سے MA اتپریرک کے استعمال کے اثر کو متاثر کرتا ہے، اور مخصوص سطح کا رقبہ کم ہو جاتا ہے اور γ-Al2O3in کرسٹل لائن مرحلہ δ اور θ سے χ مراحل میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ نایاب زمینی مواد میں اچھی کیمیائی استحکام اور تھرمل استحکام، اعلی موافقت، اور آسانی سے دستیاب اور سستا خام مال ہوتا ہے۔ نایاب زمینی عناصر کا اضافہ حرارتی استحکام، اعلی درجہ حرارت کی آکسیڈیشن مزاحمت اور کیریئر کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے، اور کیریئر کی سطح کی تیزابیت کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔ لا اور سی سب سے زیادہ استعمال شدہ اور مطالعہ شدہ ترمیمی عناصر ہیں۔ لو ویگوانگ اور دیگر نے پایا کہ نایاب زمینی عناصر کے اضافے سے ایلومینا کے ذرات کے بڑے پیمانے پر پھیلاؤ کو مؤثر طریقے سے روکا گیا، لا اور سی نے ایلومینا کی سطح پر ہائیڈروکسیل گروپوں کی حفاظت کی، سنٹرنگ اور فیز ٹرانسفارمیشن کو روکا، اور میسوپورس ڈھانچے کو اعلی درجہ حرارت کے نقصان کو کم کیا۔ . تیار شدہ ایلومینا میں اب بھی زیادہ مخصوص سطح کا رقبہ اور تاکنا حجم ہے۔ تاہم، بہت زیادہ یا بہت کم نایاب زمینی عنصر ایلومینا کے تھرمل استحکام کو کم کر دے گا۔ لی یانقیو وغیرہ۔ 5% La2O3to γ-Al2O3 شامل کیا، جس نے تھرمل استحکام کو بہتر بنایا اور الومینا کیریئر کے تاکنا حجم اور مخصوص سطح کے علاقے میں اضافہ کیا۔ جیسا کہ شکل 6 سے دیکھا جا سکتا ہے، La2O3 کو γ-Al2O3 میں شامل کیا گیا، نایاب ارتھ کمپوزٹ کیریئر کے تھرمل استحکام کو بہتر بنائیں۔

لا سے ایم اے کے ساتھ نینو ریشوں والے ذرات کو ڈوپ کرنے کے عمل میں، بی ای ٹی کی سطح کا رقبہ اور MA-La کا تاکنا حجم MA سے زیادہ ہوتا ہے جب گرمی کے علاج کے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے، اور La کے ساتھ ڈوپنگ کا واضح طور پر اونچائی پر سنٹرنگ پر اثر پڑتا ہے۔ درجہ حرارت جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 7، درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، لا اناج کی نشوونما اور مرحلے کی تبدیلی کے رد عمل کو روکتا ہے، جبکہ انجیر۔ 7a اور 7c نینو ریشے دار ذرات کے جمع ہونے کو ظاہر کرتے ہیں۔ انجیر میں 7b، 1200℃ پر کیلکسینیشن کے ذریعے پیدا ہونے والے بڑے ذرات کا قطر تقریباً 100nm ہے۔ یہ MA کے اہم سنٹرنگ کو نشان زد کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، MA-1200 کے مقابلے میں، MA-La-1200 گرمی کے علاج کے بعد جمع نہیں ہوتا ہے۔ لا کے اضافے کے ساتھ، نینو فائبر کے ذرات میں سنٹرنگ کی بہتر صلاحیت ہوتی ہے۔ یہاں تک کہ اعلی کیلکیشن درجہ حرارت پر بھی، ڈوپڈ لا اب بھی MA سطح پر بہت زیادہ منتشر ہے۔ لا موڈیفائیڈ ایم اے کو C3H8 آکسیڈیشن ری ایکشن میں Pd کیٹالسٹ کے کیریئر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

تصویر 6 نایاب زمینی عناصر کے ساتھ اور اس کے بغیر ایلومینا کو سنٹر کرنے کا ڈھانچہ ماڈل

تصویر 7 MA-400 (a)، MA-1200 (b)، MA-La-400 (c) اور MA-La-1200 (d) کی TEM تصاویر

4 نتیجہ

نایاب زمین میں ترمیم شدہ ایم اے مواد کی تیاری اور عملی استعمال کی پیشرفت متعارف کرائی گئی ہے۔ نایاب زمین میں ترمیم شدہ MA بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اگرچہ کیٹلیٹک ایپلی کیشن، تھرمل استحکام اور جذب میں بہت ساری تحقیق کی گئی ہے، بہت سے مواد کی قیمت زیادہ ہے، کم ڈوپنگ کی مقدار، خراب ترتیب اور صنعتی ہونا مشکل ہے۔ مستقبل میں درج ذیل کام کرنے کی ضرورت ہے: نایاب زمین میں ترمیم شدہ MA کی ساخت اور ساخت کو بہتر بنائیں، مناسب عمل کا انتخاب کریں، فنکشنل ڈیولپمنٹ کو پورا کریں۔ لاگت کو کم کرنے اور صنعتی پیداوار کا احساس کرنے کے لیے فعال عمل پر مبنی پروسیس کنٹرول ماڈل قائم کرنا؛ چین کے نایاب زمین کے وسائل سے زیادہ سے زیادہ فوائد حاصل کرنے کے لیے، ہمیں نایاب زمین MA ترمیم کے طریقہ کار کو تلاش کرنا چاہیے، نایاب زمین میں ترمیم شدہ MA کی تیاری کے نظریہ اور عمل کو بہتر بنانا چاہیے۔

فنڈ پروجیکٹ: شانسی سائنس اور ٹیکنالوجی مجموعی جدت کا منصوبہ (2011KTDZ01-04-01)؛ شانسی صوبہ 2019 خصوصی سائنسی تحقیقی منصوبہ (19JK0490)؛ Huaqing College, Xi'an University of Architecture and Technology (20KY02) کا 2020 کا خصوصی سائنسی تحقیقی منصوبہ

ماخذ: نایاب زمین