Lara awọn oxides ti kii ṣe siliceous, alumina ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara, iwọn otutu giga ati resistance ipata, lakoko ti mesoporous alumina (MA) ni iwọn pore adijositabulu, agbegbe dada kan pato, iwọn pore nla ati idiyele iṣelọpọ kekere, eyiti o lo pupọ ni catalysis, itusilẹ oogun ti a ṣakoso, adsorption ati awọn aaye miiran, bii fifọ, hydrocracking ati hydrodesulfurization ti awọn ohun elo epo epo.Microporous alumina ni a lo nigbagbogbo ni ile-iṣẹ, ṣugbọn yoo ni ipa taara iṣẹ ṣiṣe ti alumina, igbesi aye iṣẹ ati yiyan ti ayase. Fun apẹẹrẹ, ninu ilana isọdọmọ eefin ọkọ ayọkẹlẹ, awọn idoti ti a fi silẹ lati awọn afikun epo engine yoo dagba coke, eyiti yoo yorisi idinamọ ti awọn pores ayase, nitorinaa dinku iṣẹ ṣiṣe ti ayase. Surfactant le ṣee lo lati ṣatunṣe eto ti alumina ti ngbe lati dagba MA.Imudara iṣẹ ṣiṣe katalitiki rẹ.
MA ni ipa inira, ati awọn irin ti nṣiṣe lọwọ ti wa ni maṣiṣẹ lẹhin iṣiro iwọn otutu giga. Ni afikun, lẹhin iṣiro iwọn otutu ti o ga, eto mesoporous ṣubu, egungun MA wa ni ipo amorphous, ati acidity dada ko le pade awọn ibeere rẹ ni aaye iṣẹ ṣiṣe. Itọju atunṣe ni a nilo nigbagbogbo lati mu ilọsiwaju iṣẹ-ṣiṣe catalytic, iṣeduro iṣeto mesoporous, iṣeduro gbigbona oju-aye ati acidity dada ti awọn ohun elo MA. Awọn ẹgbẹ iyipada ti o wọpọ pẹlu awọn heteroatoms irin (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etc.) ) ati irin oxides (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, ati be be lo) Ti kojọpọ lori dada ti MA tabi doped sinu awọn egungun.
Iṣeto elekitironi pataki ti awọn eroja aiye toje jẹ ki awọn agbo ogun rẹ ni opitika pataki, itanna ati awọn ohun-ini oofa, ati pe o lo ninu awọn ohun elo katalitiki, awọn ohun elo fọtoelectric, awọn ohun elo adsorption ati awọn ohun elo oofa. Toje aiye títúnṣe mesoporous ohun elo le ṣatunṣe acid (alkali) ohun ini, mu atẹgun ṣ'ofo, ati synthesize irin nanocrystalline ayase pẹlu aṣọ pipinka ati idurosinsin nanometer scale.Apropriate la kọja ohun elo ati ki toje earths le mu awọn dada pipinka ti irin nanocrystals ati awọn iduroṣinṣin ati erogba iwadi oro. resistance ti awọn ayase. Ninu iwe yii, iyipada aiye toje ati iṣẹ ṣiṣe ti MA yoo ṣe afihan lati mu ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe katalitiki, iduroṣinṣin igbona, agbara ibi ipamọ atẹgun, agbegbe dada kan pato ati igbekalẹ pore.
1 MA igbaradi
1.1 igbaradi ti alumina ti ngbe
Ọna igbaradi ti alumina ti ngbe ṣe ipinnu pinpin ọna pipọ rẹ, ati awọn ọna igbaradi ti o wọpọ pẹlu ọna gbigbẹ pseudo-boehmite (PB) ati ọna sol-gel. Pseudoboehmite (PB) ni akọkọ dabaa nipasẹ Calvet, ati H + igbega peptization lati gba γ-AlOOH colloidal PB ti o ni awọn interlayer omi, eyi ti a ti calcined ati dehydrated ni ga otutu lati dagba alumina. Gẹgẹbi awọn ohun elo aise ti o yatọ, o pin nigbagbogbo si ọna ojoriro, ọna carbonization ati ọna hydrolysis alcoholaluminum.The colloidal solubility of PB ti wa ni fowo nipasẹ crystallinity, ati awọn ti o ti wa ni iṣapeye pẹlu awọn ilosoke ti crystallinity, ati ki o ti wa ni tun ni ipa nipasẹ awọn ilana ilana ilana.
PB nigbagbogbo pese sile nipasẹ ọna ojoriro. Alkali ti wa ni afikun sinu aluminate ojutu tabi acid ti wa ni afikun sinu aluminate ojutu ati precipitated lati gba hydrated alumina (alkali ojoriro), tabi acid ti wa ni afikun sinu aluminate ojoriro lati gba alumina monohydrate, eyi ti o ti wa ni fo, gbẹ ati calcined lati gba PB. Ọna ojoriro rọrun lati ṣiṣẹ ati kekere ni iye owo, eyiti a lo nigbagbogbo ni iṣelọpọ ile-iṣẹ, ṣugbọn o ni ipa nipasẹ ọpọlọpọ awọn okunfa (pH ojutu, ifọkansi, iwọn otutu, bbl) .Ati pe ipo fun gbigba patiku pẹlu dispersibility to dara julọ ni o muna. Ni ọna carbonization, Al (OH) 3 ti gba nipasẹ iṣesi ti CO2and NaAlO2, ati PB le ṣee gba lẹhin ti ogbo. Ọna yii ni awọn anfani ti iṣẹ ti o rọrun, didara ọja ti o ga, ko si idoti ati iye owo kekere, ati pe o le ṣetan alumina pẹlu iṣẹ-ṣiṣe catalytic giga, iṣeduro ibajẹ ti o dara julọ ati agbegbe ti o ga julọ pẹlu idoko-owo kekere ati ipadabọ giga.Aluminiomu alkoxide hydrolysis ọna ti wa ni nigbagbogbo lo. lati mura ga-mimọ PB. Aluminiomu alkoxide ti wa ni hydrolyzed lati dagba aluminiomu oxide monohydrate, ati ki o si mu lati gba ga-mimọ PB, eyi ti o ni o dara crystallinity, aṣọ patiku iwọn, ogidi pore iwọn pinpin ati ki o ga iyege ti iyipo. Sibẹsibẹ, ilana naa jẹ eka, ati pe o ṣoro lati gba pada nitori lilo awọn nkan ti o nfo Organic majele kan.
Ni afikun, awọn iyọ inorganic tabi awọn agbo-ara Organic ti awọn irin ni a lo nigbagbogbo fun ṣiṣe awọn iṣaju alumina nipasẹ ọna sol-gel, ati pe omi mimọ tabi awọn ohun mimu Organic ni a ṣafikun lati mura awọn ojutu lati ṣe ipilẹṣẹ sol, eyiti a jẹ gelled, gbẹ ati sisun. Ni bayi, ilana igbaradi ti alumina tun ni ilọsiwaju lori ipilẹ ti ọna gbigbẹ PB, ati ọna carbonization ti di ọna akọkọ fun iṣelọpọ alumina ile-iṣẹ nitori aje rẹ ati aabo ayika.Alumina ti a pese sile nipasẹ ọna sol-gel ti fa ifojusi pupọ nitori ti awọn oniwe-diẹ aṣọ pore iwọn pinpin, eyi ti o jẹ kan ti o pọju ọna, sugbon o nilo lati wa ni ilọsiwaju lati mọ ise ohun elo.
1,2 MA igbaradi
Alumina ti aṣa ko le pade awọn ibeere iṣẹ, nitorinaa o jẹ dandan lati mura iṣẹ ṣiṣe giga MA. Awọn ọna iṣelọpọ nigbagbogbo pẹlu: ọna simẹnti nano-simẹnti pẹlu mimu erogba bi awoṣe lile; Akopọ ti SDA: Ilana ti ara ẹni ti nfa evaporation (EISA) ni iwaju awọn awoṣe rirọ gẹgẹbi SDA ati awọn cationic miiran, anionic tabi nonionic surfactants.
1.2.1 EISA ilana
Awoṣe rirọ ni a lo ni ipo ekikan, eyiti o yago fun idiju ati ilana n gba akoko ti ọna awo awọ lile ati pe o le mọ imudara ilọsiwaju ti iho. Igbaradi ti MA nipasẹ EISA ti fa ifojusi pupọ nitori wiwa irọrun ati atunṣe rẹ. O yatọ si mesoporous ẹya le wa ni pese sile. Iwọn pore ti MA le ṣe atunṣe nipasẹ yiyipada gigun pq hydrophobic ti surfactant tabi ṣatunṣe ipin molar ti ayase hydrolysis si ipilẹṣẹ aluminiomu ni ojutu.Nitorina, EISA, ti a tun mọ ni iṣelọpọ igbesẹ kan ati iyipada Sol-gel ọna ti dada giga. agbegbe MA ati paṣẹ mesoporous alumina (OMA), ti a ti lo si orisirisi awọn awoṣe rirọ, gẹgẹ bi awọn P123, F127, triethanolamine (tii), bbl EISA le ropo àjọ-apejọ ilana ti organoaluminiomu precursors, gẹgẹ bi awọn aluminiomu alkoxides ati surfactant awọn awoṣe. , ojo melo aluminiomu isopropoxide ati P123, fun pese mesoporous materials.The aseyori idagbasoke ti EISA ilana nbeere kongẹ tolesese ti hydrolysis ati condensation kinetics lati gba idurosinsin Sol ati ki o gba awọn idagbasoke ti mesophase akoso nipa surfactant micelles ni Sol.
Ninu ilana EISA, lilo awọn olomi ti kii ṣe olomi (gẹgẹbi ethanol) ati awọn aṣoju complexing Organic le fa fifalẹ ni imunadoko hydrolysis ati oṣuwọn condensation ti awọn iṣaju organoaluminiomu ati fa apejọ ara ẹni ti awọn ohun elo OMA, bii Al (OR) 3ati aluminiomu isopropoxide. Bibẹẹkọ, ninu awọn olomi-afẹfẹ iyipada ti kii ṣe olomi, awọn awoṣe surfactant nigbagbogbo padanu hydrophilicity/hydrophobicity wọn. Ni afikun,Nitori idaduro ti hydrolysis ati polycondensation, ọja agbedemeji ni ẹgbẹ hydrophobic, eyiti o jẹ ki o nira lati ṣe ajọṣepọ pẹlu awoṣe surfactant. Nikan nigbati awọn ifọkansi ti surfactant ati awọn ìyí ti hydrolysis ati polycondensation ti aluminiomu ti wa ni maa pọ ninu awọn ilana ti epo evaporation le awọn ara-ipejọ ti awoṣe ki o si aluminiomu waye. Nitorinaa, ọpọlọpọ awọn paramita ti o ni ipa awọn ipo evaporation ti awọn olomi ati hydrolysis ati ifaseyin ti awọn awasiwaju, gẹgẹ bi iwọn otutu, ọriniinitutu ibatan, ayase, oṣuwọn evaporation epo, bbl, yoo ni ipa lori eto apejọ ikẹhin. Bi o han ni ọpọtọ. 1, Awọn ohun elo OMA pẹlu iduroṣinṣin igbona giga ati iṣẹ ṣiṣe catalytic giga ni a ṣepọ nipasẹ solvothermal iranlọwọ evaporation induced ara-ipejọ (SA-EISA). solvothermal itọju igbega ni pipe hydrolysis ti aluminiomu awasiwaju lati dagba kekere-won iṣupọ aluminiomu hydroxyl awọn ẹgbẹ, eyi ti o mu awọn ibaraenisepo laarin surfactants ati aluminiomu.Meji-mejeji hexagonal mesophase ti a akoso ninu EISA ilana ati calcined ni 400 ℃ lati dagba OMA ohun elo. Ninu ilana EISA ti aṣa, ilana imukuro naa wa pẹlu hydrolysis ti ipilẹṣẹ organoaluminiomu, nitorinaa awọn ipo gbigbe ni ipa pataki lori iṣesi ati igbekalẹ ipari ti OMA. Igbesẹ itọju solvothermal n ṣe agbega hydrolysis pipe ti iṣaju aluminiomu ati ṣe agbejade awọn ẹgbẹ alumọni hydroxyl ti a ti di apakan apakan.OMA ti ṣẹda labẹ ọpọlọpọ awọn ipo gbigbe. Ti a bawe pẹlu MA ti a pese sile nipasẹ ọna EISA ibile, OMA ti a pese sile nipasẹ ọna SA-EISA ni iwọn didun pore ti o ga julọ, agbegbe dada kan pato ti o dara julọ ati iduroṣinṣin igbona to dara julọ. Ni ọjọ iwaju, ọna EISA le ṣee lo lati mura iho nla nla MA pẹlu oṣuwọn iyipada giga ati yiyan yiyan ti o dara julọ laisi lilo aṣoju reaming.
Aworan 1 ṣiṣan ṣiṣan ti ọna SA-EISA fun sisọpọ awọn ohun elo OMA
1.2.2 miiran lakọkọ
Igbaradi MA ti aṣa nilo iṣakoso kongẹ ti awọn paramita kolaginni lati ṣaṣeyọri eto mesoporous ti o han gbangba, ati yiyọ awọn ohun elo awoṣe tun jẹ nija, eyiti o ṣe idiju ilana iṣelọpọ. Ni bayi, ọpọlọpọ awọn iwe-iwe ti royin iṣelọpọ ti MA pẹlu awọn awoṣe oriṣiriṣi. Ni awọn ọdun aipẹ, iwadi naa ni idojukọ lori iṣelọpọ ti MA pẹlu glucose, sucrose ati sitashi bi awọn awoṣe nipasẹ aluminiomu isopropoxide ni ojutu olomi.Ọpọlọpọ ninu awọn ohun elo MA wọnyi ni a ṣepọ lati iyọ aluminiomu, sulfate ati alkoxide bi awọn orisun aluminiomu. MA CTAB tun gba nipasẹ iyipada taara ti PB bi orisun aluminiomu. MA pẹlu o yatọ si igbekale-ini, ie Al2O3) -1, Al2O3) -2 ati al2o3Ati ni o dara gbona iduroṣinṣin. Awọn afikun ti surfactant ko ni yi awọn atorunwa gara be ti PB, ṣugbọn ayipada awọn stacking mode ti patikulu. Ni afikun, dida Al2O3-3 ti wa ni akoso nipasẹ ifaramọ ti awọn ẹwẹ titobi ti diduro nipasẹ Organic epo PEG tabi apapọ ni ayika PEG. Sibẹsibẹ, pinpin iwọn pore ti Al2O3-1 jẹ dín pupọ. Ni afikun, awọn olutọpa ti o da lori palladium ni a pese sile pẹlu MA sintetiki gẹgẹbi olutọpa.Ninu iṣesi ijona methane, ayase ti o ni atilẹyin nipasẹ Al2O3-3 ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe ti o dara.
Fun igba akọkọ, MA pẹlu jo dín pore iwọn pinpin pese sile nipa lilo poku ati aluminiomu-ọlọrọ aluminiomu dudu slag ABD. Ilana iṣelọpọ pẹlu ilana isediwon ni iwọn otutu kekere ati titẹ deede. Awọn patikulu to lagbara ti o ku ninu ilana isediwon kii yoo ba agbegbe jẹ, ati pe o le ṣe akopọ pẹlu eewu kekere tabi tun lo bi kikun tabi apapọ ni ohun elo nja. Agbegbe dada kan pato ti iṣelọpọ MA jẹ 123 ~ 162m2 / g, Pipin iwọn pore jẹ dín, rediosi ti o ga julọ jẹ 5.3nm, ati porosity jẹ 0.37 cm3 / g. Ohun elo naa jẹ iwọn nano ati iwọn gara jẹ nipa 11nm. Kolaginni-ipinle ti o lagbara jẹ ilana tuntun lati ṣepọ MA, eyiti o le ṣee lo lati ṣe agbejade ifun kemikali radiochemical fun lilo ile-iwosan. Aluminiomu kiloraidi, ammonium carbonate ati glucose aise awọn ohun elo ti wa ni idapo ni a molar ratio ti 1: 1.5: 1.5, ati MA ti wa ni sise nipasẹ titun kan ri to-ipinle mechanochemical reaction.By concentrating131I ni gbona batiri ẹrọ, awọn lapapọ ikore ti131I lẹhin ti fojusi jẹ 90 %, ati ojutu ti gba131I[NaI] ni ifọkansi ipanilara giga (1.7TBq/mL), nitorinaa ṣe akiyesi lilo iwọn lilo nla131I[NaI] awọn capsules fun itọju alakan tairodu.
Lati ṣe akopọ, ni ọjọ iwaju, awọn awoṣe molikula kekere tun le ni idagbasoke lati kọ awọn ẹya pore ti ọpọlọpọ-ipele ti a fun ni aṣẹ, ni imunadoko ni atunṣe eto, morphology ati awọn ohun-ini kemikali dada ti awọn ohun elo, ati ṣe ina agbegbe dada nla ati paṣẹ wormhole MA. Ṣawari awọn awoṣe olowo poku ati awọn orisun aluminiomu, mu ilana iṣelọpọ ṣiṣẹ, ṣe alaye ilana iṣelọpọ ati itọsọna ilana naa.
Ọna iyipada ti 2 MA
Awọn ọna ti pinpin iṣọkan awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ lori MA ti ngbe pẹlu impregnation, in-situ synthe-sis, ojoriro, paṣipaarọ ion, dapọ ẹrọ ati yo, laarin eyiti awọn meji akọkọ jẹ lilo julọ julọ.
2.1 ni-ni ipo kolaginni ọna
Awọn ẹgbẹ ti a lo ninu iyipada iṣẹ-ṣiṣe ni a ṣafikun ni ilana ti ngbaradi MA lati yipada ati iduroṣinṣin eto egungun ti ohun elo ati ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe katalitiki. Ilana naa han ni Figure 2. Liu et al. Situ Ni/Mo-Al2O3in ti a ṣepọ pẹlu P123 bi awoṣe. Mejeeji Ni ati Mo ni a tuka ni awọn ikanni MA ti o paṣẹ, laisi iparun eto mesoporous ti MA, ati pe iṣẹ katalitiki ni ilọsiwaju. Gbigba ọna idagbasoke inu-ipo lori gamma-al2o3substrate ti iṣelọpọ, Ti a ṣe afiwe pẹlu γ-Al2O3, MnO2-Al2O3 ni agbegbe dada BET ti o tobi ju ati iwọn pore, ati pe o ni eto mesoporous bimodal pẹlu pinpin iwọn pore dín. MnO2-Al2O3 ni oṣuwọn adsorption iyara ati ṣiṣe giga fun F-, ati pe o ni iwọn ohun elo pH jakejado (pH = 4 ~ 10), eyiti o dara fun awọn ipo ohun elo ile-iṣẹ to wulo. Iṣẹ ṣiṣe atunlo ti MnO2-Al2O3 dara ju ti γ-Al2O.Iduroṣinṣin igbekalẹ nilo lati wa ni iṣapeye siwaju sii. Lati ṣe akopọ, awọn ohun elo MA ti a gba nipasẹ iṣelọpọ inu-ile ni ilana igbekalẹ to dara, ibaraenisepo ti o lagbara laarin awọn ẹgbẹ ati awọn alumọni alumina, apapọ pọ, fifuye ohun elo nla, ati pe ko rọrun lati fa itusilẹ ti awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ ninu ilana ifaseyin katalitiki. , ati awọn katalitiki išẹ ti wa ni significantly dara si.
Aworan 2 Igbaradi ti iṣẹ-ṣiṣe MA nipasẹ iṣelọpọ inu-ile
2.2 impregnation ọna
Immersing MA ti a pese sile sinu ẹgbẹ ti a ṣe atunṣe, ati gbigba ohun elo MA ti a ṣe atunṣe lẹhin itọju, lati le mọ awọn ipa ti catalysis, adsorption ati irufẹ. Cai et al. ti a pese sile MA lati P123 nipasẹ ọna sol-gel, o si fi sinu ethanol ati ojutu tetraethylenepentamine lati gba ohun elo MA ti a ṣe atunṣe amino pẹlu iṣẹ adsorption to lagbara. Ni afikun, Belkacemi et al. ti a fibọ ni ZnCl2solution nipasẹ ilana kanna lati gba zinc doped ti a ṣe atunṣe awọn ohun elo MA ti o ni aṣẹ.Iwọn agbegbe pato ati iwọn didun pore jẹ 394m2 / g ati 0.55 cm3 / g, lẹsẹsẹ. Ti a ṣe afiwe pẹlu ọna iṣelọpọ inu-ipo, ọna impregnation ni pipinka eroja ti o dara julọ, eto mesoporous iduroṣinṣin ati iṣẹ adsorption ti o dara, ṣugbọn agbara ibaraenisepo laarin awọn paati ti nṣiṣe lọwọ ati alumini ti ngbe jẹ alailagbara, ati pe iṣẹ-ṣiṣe kataliti ni irọrun nipasẹ awọn ifosiwewe ita.
3 ilọsiwaju iṣẹ
Isọpọ ti aiye toje MA pẹlu awọn ohun-ini pataki jẹ aṣa idagbasoke ni ọjọ iwaju. Ni bayi, ọpọlọpọ awọn ọna iṣelọpọ lo wa. Awọn paramita ilana ni ipa lori iṣẹ ti MA. Agbegbe dada kan pato, iwọn didun pore ati iwọn ila opin ti MA le ṣe atunṣe nipasẹ iru awoṣe ati tiwqn iṣaju aluminiomu. Iwọn otutu calcination ati ifọkansi awoṣe polima ni ipa lori agbegbe dada kan pato ati iwọn pore ti MA. Suzuki ati Yamauchi ri pe iwọn otutu calcination ti pọ lati 500 ℃ si 900 ℃. Aperture le pọ si ati pe agbegbe ti o le dinku. Ni afikun, itọju iyipada aiye toje ṣe ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe, iduroṣinṣin igbona, iduroṣinṣin igbekalẹ ati acidity dada ti awọn ohun elo MA ninu ilana kataliti, ati pade idagbasoke ti iṣẹ ṣiṣe MA.
3.1 Defluorination Adsorbent
Fluorine ninu omi mimu ni Ilu China jẹ ipalara pupọ. Ni afikun, ilosoke ti akoonu fluorine ni ojutu zinc imi-ọjọ ile-iṣẹ yoo ja si ibajẹ ti awo elekiturodu, ibajẹ ti agbegbe iṣẹ, idinku ti didara sinkii ina ati idinku iye omi ti a tunlo ninu eto ṣiṣe acid. ati electrolysis ilana ti fluidized ibusun ileru roasting flue gaasi. Ni bayi, ọna adsorption jẹ eyiti o wuni julọ laarin awọn ọna ti o wọpọ ti defluorination tutu.Sibẹsibẹ, awọn aṣiṣe diẹ wa, gẹgẹbi agbara adsorption ti ko dara, ibiti pH ti o wa ni dín, idoti keji ati bẹbẹ lọ. Erogba ti a mu ṣiṣẹ, amorphous alumina, alumina ti a mu ṣiṣẹ ati awọn adsorbents miiran ti a ti lo fun defluorination ti omi, ṣugbọn iye owo awọn adsorbents jẹ giga, ati agbara adsorption ti F-ni ojutu didoju tabi ifọkansi giga jẹ kekere. ṣe iwadi adsorbent fun yiyọkuro fluoride nitori ibaramu giga rẹ ati yiyan si fluoride ni iye pH didoju, ṣugbọn o ni opin nipasẹ agbara adsorption talaka ti fluoride, ati pe nikan ni pH <6 o le ni iṣẹ adsorption fluoride to dara.MA ti fa ifojusi jakejado. ni iṣakoso idoti ayika nitori agbegbe agbegbe ti o tobi pupọ, ipa iwọn pore alailẹgbẹ, iṣẹ ipilẹ-acid, igbona ati iduroṣinṣin ẹrọ. Kundu et al. MA ti pese sile pẹlu agbara adsorption fluorine ti o pọju ti 62.5 mg/g. Agbara adsorption fluorine ti MA ni ipa pupọ nipasẹ awọn abuda igbekalẹ rẹ, gẹgẹbi agbegbe agbegbe kan pato, awọn ẹgbẹ iṣẹ dada, iwọn pore ati iwọn pore lapapọ.Atunṣe eto ati iṣẹ ṣiṣe ti MA jẹ ọna pataki lati mu ilọsiwaju iṣẹ adsorption rẹ dara.
Nitori acid lile ti La ati ipilẹ lile ti fluorine, isunmọ ti o lagbara wa laarin La ati awọn ions fluorine. Ni odun to šẹšẹ, diẹ ninu awọn iwadi ti ri wipe La bi a modifier le mu awọn adsorption agbara ti fluoride. Bibẹẹkọ, nitori iduroṣinṣin igbekalẹ kekere ti awọn adsorbents ilẹ toje, awọn ilẹ ti o ṣọwọn diẹ sii ni a wọ sinu ojutu, ti o yọrisi idoti omi keji ati ipalara si ilera eniyan. Ni apa keji, Ifojusi giga ti aluminiomu ni agbegbe omi jẹ ọkan ninu awọn majele si ilera eniyan. Nitorinaa, o jẹ dandan lati mura iru adsorbent apapo pẹlu iduroṣinṣin to dara ati pe ko si leaching tabi kere si leaching ti awọn eroja miiran ninu ilana yiyọ fluorine. MA títúnṣe nipasẹ La ati Ce ti pese sile nipa impregnation ọna (La/MA ati Ce/MA). toje aiye oxides won ni ifijišẹ ti kojọpọ lori MA dada fun igba akọkọ, eyi ti ní ti o ga defluorination performance.The akọkọ ise sise ti fluorine yiyọ ni o wa electrostatic adsorption ati kemikali adsorption, awọn elekitironi ifamọra ti dada rere idiyele ati ligand paṣipaarọ lenu daapọ pẹlu dada hydroxyl, awọn Ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe hydroxyl lori aaye adsorbent n ṣe ifunmọ hydrogen pẹlu F-, iyipada ti La ati Ce ṣe ilọsiwaju agbara adsorption ti fluorine, La / MA ni awọn aaye adsorption hydroxyl diẹ sii, ati agbara adsorption ti F wa ni aṣẹ ti La / MA. >C/MA>MA. Pẹlu ilosoke ti ifọkansi akọkọ, agbara adsorption ti fluorine npọ sii. Ipa adsorption jẹ ti o dara julọ nigbati pH jẹ 5 ~ 9, ati ilana igbasilẹ ti fluorine accords pẹlu Langmuir isothermal adsorption awoṣe. Ni afikun, awọn aimọ ti awọn ions sulfate ni alumina tun le ni ipa lori didara awọn ayẹwo. Botilẹjẹpe iwadi ti o jọmọ lori alumina ti o ṣọwọn ti a ti yipada ni a ti ṣe, pupọ julọ iwadi naa dojukọ ilana ti adsorbent, eyiti o nira lati lo ni ile-iṣẹ. ati awọn abuda ijira ti fluorine ions, gba daradara, kekere-iye owo ati sọdọtun fluorine dẹlẹ adsorbent fun defluorination ti sinkii imi-ọjọ ojutu ni sinkii hydrometallurgy eto, ki o si fi idi kan ilana iṣakoso awoṣe fun atọju ga fluorine ojutu da lori toje aiye MA nano adsorbent.
3.2 ayase
3.2.1 Gbẹ atunṣe ti methane
Ilẹ-aye toje le ṣatunṣe acidity (ipilẹ) ti awọn ohun elo la kọja, mu aaye atẹgun pọ si, ati ṣajọpọ awọn ayase pẹlu pipinka aṣọ, iwọn nanometer ati iduroṣinṣin. Nigbagbogbo a lo lati ṣe atilẹyin awọn irin ọlọla ati awọn irin iyipada lati ṣaṣeyọri methanation ti CO2. Ni lọwọlọwọ, awọn ohun elo mesoporous ti o ṣọwọn ti n yipada si ọna methane gbẹ atunṣe (MDR), ibajẹ photocatalytic ti VOCs ati isọdi gaasi iru.Ti a fiwera pẹlu awọn irin ọlọla (bii Pd, Ru, Rh, bbl) ati awọn irin iyipada miiran (gẹgẹbi bii Co, Fe, bbl), Ni / Al2O3catalyst ti wa ni lilo pupọ fun iṣẹ-ṣiṣe katalitiki ti o ga julọ ati yiyan, iduroṣinṣin giga ati iye owo kekere fun methane. Bibẹẹkọ, isunmọ ati ifisilẹ erogba ti awọn ẹwẹwẹwẹ Ni lori dada ti Ni/Al2O3 yori si pipaṣiṣẹ ni iyara ti ayase. Nitorinaa, o jẹ dandan lati ṣafikun isare, yipada ti ngbe ayase ati ilọsiwaju ipa ọna igbaradi lati mu ilọsiwaju iṣẹ-ṣiṣe katalitiki, iduroṣinṣin ati resistance gbigbo. Ni gbogbogbo, awọn ohun elo afẹfẹ aye toje le ṣee lo bi igbekale ati awọn olupolowo itanna ni awọn ayase oniruuru, ati pe CeO2 ṣe ilọsiwaju pipinka ti Ni ati yi awọn ohun-ini ti metallic Ni pada nipasẹ ibaraenisepo atilẹyin irin to lagbara.
MA jẹ lilo pupọ lati jẹki pipinka ti awọn irin, ati pese ihamọ fun awọn irin ti nṣiṣe lọwọ lati ṣe idiwọ agglomeration wọn. La2O3pẹlu agbara ipamọ atẹgun ti o ga julọ nmu idaniloju erogba ni ilana iyipada, ati La2O3 ṣe iṣeduro pipinka ti Co lori alumina mesoporous, ti o ni iṣẹ atunṣe ati atunṣe. La2O3promoter nmu iṣẹ MDR ti Co / MA catalyst, ati Co3O4and CoAl2O4phases ti wa ni akoso lori aaye ti o pọju.Sibẹsibẹ, La2O3 ti a tuka pupọ ni awọn irugbin kekere ti 8nm ~ 10nm. Ninu ilana MDR, ibaraenisepo inu-ile laarin La2O3ati CO2 ti a ṣe La2O2CO3mesophase, eyiti o fa imukuro imunadoko ti CxHy lori aaye ayase. La2O3 ṣe igbega idinku hydrogen nipa fifun iwuwo elekitironi ti o ga julọ ati imudara aye ti atẹgun ni 10% Co/MA. Afikun ti La2O3 dinku agbara imuṣiṣẹ ti o han gbangba ti ilo CH4. Nitorinaa, Iwọn iyipada ti CH4 pọ si 93.7% ni 1073K K. Imudara ti La2O3 ṣe ilọsiwaju iṣẹ-ṣiṣe catalytic, ṣe igbega idinku H2, pọ si nọmba ti awọn aaye iṣẹ Co0, iṣelọpọ carbon ti a fi silẹ kere si ati pọ si aaye atẹgun si 73.3%.
Ce ati Pr ni atilẹyin lori Ni/Al2O3catalyst nipasẹ ọna imudọgba iwọn didun dogba ni Li Xiaofeng. Lẹhin fifi Ce ati Pr kun, yiyan si H2 pọ si ati yiyan si CO dinku. MDR ti a yipada nipasẹ Pr ni agbara katalitiki to dara julọ, ati yiyan si H2 pọ si lati 64.5% si 75.6%, lakoko ti yiyan si CO dinku lati 31.4% Peng Shujing et al. ti a lo ọna sol-gel, Ce-modified MA ti pese sile pẹlu aluminiomu isopropoxide, isopropanol epo ati cerium nitrate hexahydrate. Agbegbe dada kan pato ti ọja naa ti pọ si diẹ. Awọn afikun ti Ce din awọn akojọpọ ti opa-bi awọn ẹwẹ titobi lori MA dada. Diẹ ninu awọn ẹgbẹ hydroxyl lori dada ti γ- Al2O3 ni ipilẹ bo nipasẹ awọn agbo ogun Ce. Iduroṣinṣin gbigbona ti MA ti ni ilọsiwaju, ko si si iyipada alakoso crystal ti o waye lẹhin iṣiro ni 1000 ℃ fun awọn wakati 10. Wang Baowei et al. pese sile MA ohun elo CeO2-Al2O4by coprecipitation ọna. CeO2pẹlu awọn oka kekere onigun ni a tuka ni iṣọkan ni alumina. Lẹhin atilẹyin Co ati Mo lori CeO2-Al2O4, ibaraenisepo laarin alumina ati paati ti nṣiṣe lọwọ Co ati Mo ti ni idiwọ ni imunadoko nipasẹ CEO2
Awọn olupolowo aiye ti o ṣọwọn (La, Ce, y ati Sm) ni idapo pẹlu ayase Co/MA fun MDR, ati ilana naa han ni ọpọtọ. 3. awọn toje aiye awọn olupolowo le mu awọn pipinka ti Co on MA ti ngbe ati dojuti awọn agglomeration ti co patikulu. Iwọn iwọn patiku ti o kere ju, ibaraenisepo Co-MA ti o ni okun sii, agbara ti o lagbara ati agbara sintering ni ayase YCo / MA, ati awọn ipa rere ti ọpọlọpọ awọn olupolowo lori iṣẹ MDR ati ifisilẹ erogba.Fig. 4 jẹ HRTEM iMAge lẹhin itọju MDR ni 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 fun wakati mẹjọ. Awọn patikulu Co wa ni irisi awọn aaye dudu, lakoko ti awọn gbigbe MA wa ni irisi grẹy, eyiti o da lori iyatọ ti iwuwo elekitironi. ni aworan HRTEM pẹlu 10% Co/MA (fig. 4b), agglomeration ti Co metal patikulu ti wa ni woye lori ma carriersThe afikun ti toje aye olugbeleke din Co patikulu to 11.0nm ~ 12.5nm. YCo/MA ni ibaraenisepo Co-MA ti o lagbara, ati pe iṣẹ ṣiṣe rẹ dara ju awọn ayase miiran lọ. ni afikun, bi o han ni ọpọtọ. 4b si 4f, ṣofo carbon nanowires (CNF) ni a ṣe lori awọn ayase, eyiti o tọju olubasọrọ pẹlu ṣiṣan gaasi ati ṣe idiwọ ayase lati mu ṣiṣẹ.
Aworan 3 Ipa ti afikun ilẹ to ṣọwọn lori awọn ohun-ini ti ara ati kemikali ati iṣẹ katalitiki MDR ti ayase Co/MA
3.2.2 Deoxidation ayase
Fe2O3/Meso-CeAl, a Ce-doped Fe-orisun deoxidation ayase, ti a pese sile nipa oxidative dehydrogenation ti 1-butene pẹlu CO2as asọ oxidant, ati awọn ti a lo ninu awọn kolaginni ti 1,3-butadiene (BD). Ce ti tuka pupọ ni matrix alumina, ati Fe2O3 / meso ti tuka pupọFe2O3 / Meso-CeAl-100 ayase kii ṣe nikan ni awọn ẹya irin ti tuka pupọ ati awọn ohun-ini igbekale ti o dara, ṣugbọn tun ni agbara ipamọ atẹgun ti o dara, nitorinaa o ni adsorption ti o dara ati agbara imuṣiṣẹ. ti CO2. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5, awọn aworan TEM fihan pe Fe2O3 / Meso-CeAl-100 jẹ deedeO fihan pe ọna-ọna ikanni worm-like MesoCeAl-100 jẹ alaimuṣinṣin ati lasan, eyiti o jẹ anfani si pipinka ti awọn eroja ti nṣiṣe lọwọ, lakoko ti o tuka pupọ Ce. ti wa ni aṣeyọri doped ni alumina matrix. Awọn ohun elo ti a bo ayase irin ọlọla ti o pade boṣewa itujade ultra-kekere ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti ni idagbasoke eto pore, iduroṣinṣin hydrothermal ti o dara ati agbara ipamọ atẹgun nla.
3.2.3 ayase fun awọn ọkọ
Pd-Rh ṣe atilẹyin awọn ile-iṣẹ ile aye toje ti o da lori alumọni quaternary AlCeZrTiOx ati AlLaZrTiOx lati gba awọn ohun elo ti n bo ayase adaṣe. mesoporous aluminiomu-orisun toje aiye eka Pd-Rh/ALC le ti wa ni ifijišẹ lo bi awọn kan CNG ti nše ọkọ eefi ìwẹnumọ ayase pẹlu ti o dara agbara, ati awọn iyipada ṣiṣe ti CH4, awọn ifilelẹ ti awọn ẹyaapakankan fun CNG gaasi eefi ọkọ, jẹ bi ga bi 97.8%. Gba ọna igbese kan ti hydrotherMAl lati mura ilẹ ti o ṣọwọn ma ohun elo alapọpọ lati mọ apejọ ti ara ẹni, Awọn ipilẹṣẹ mesoporous ti o paṣẹ pẹlu ipo metastable ati akopọ giga ni a ti ṣajọpọ, ati iṣelọpọ ti RE-Al ni ibamu si awoṣe ti “ẹka idagbasoke apapọ” , bayi mimo awọn ìwẹnumọ ti mọto ayọkẹlẹ eefi post-agesin mẹta katalitiki converter.
Aworan 4 Awọn aworan HRTEM ti ma (a), Co/MA (b), LaCo/MA (c), CeCo/MA (d), YCo/MA (e) ati SmCo/MA (f)
Aworan 5 Aworan TEM (A) ati aworan atọka eroja EDS (b,c) ti Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 itanna išẹ
Awọn elekitironi ti awọn eroja ilẹ to ṣọwọn ni itara ni irọrun si iyipada laarin awọn ipele agbara oriṣiriṣi ati ina ina. Awọn ions aiye toje ni a maa n lo bi awọn oluṣiṣẹ lati ṣeto awọn ohun elo luminescent. Awọn ions aiye toje le jẹ ti kojọpọ lori ilẹ ti aluminiomu fosifeti ṣofo microspheres nipasẹ ọna idamu ati ọna paṣipaarọ ion, ati awọn ohun elo luminescent AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) le ti pese sile. Iwọn gigun ti luminescent wa ni agbegbe ultraviolet ti o sunmọ.MA ti ṣe sinu awọn fiimu tinrin nitori inertia rẹ, iwọntunwọnsi dielectric kekere ati adaṣe kekere, eyiti o jẹ ki o wulo si awọn ẹrọ itanna ati awọn ẹrọ opiti, awọn fiimu tinrin, awọn idena, awọn sensọ, bbl O tun le ṣee lo fun ni oye idahun awọn kirisita photonic onisẹpo kan, iran agbara ati awọn aṣọ atako. Awọn ẹrọ wọnyi jẹ awọn fiimu tolera pẹlu ipari ọna opopona pato, nitorinaa o jẹ dandan lati ṣakoso itọka itọka ati sisanra.Ni bayi, titanium dioxide ati oxide zirconium pẹlu itọka itọka giga ati silikoni dioxide pẹlu itọka itọka kekere ni a lo nigbagbogbo lati ṣe apẹrẹ ati kọ iru awọn ẹrọ bẹ. . Iwọn wiwa ti awọn ohun elo pẹlu oriṣiriṣi awọn ohun-ini kemikali dada ti pọ si, eyiti o jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣe apẹrẹ awọn sensọ photon to ti ni ilọsiwaju. Ifihan MA ati awọn fiimu oxyhydroxide ninu apẹrẹ awọn ẹrọ opiti fihan agbara nla nitori itọka ifasilẹ jẹ iru si ti silicon dioxide.Ṣugbọn awọn ohun-ini kemikali yatọ.
3.4 gbona iduroṣinṣin
Pẹlu ilosoke iwọn otutu, sintering ni pataki yoo ni ipa lori ipa lilo ti ayase MA, ati agbegbe dada kan pato dinku ati pe ipele γ-Al2O3in crystalline yipada si δ ati θ si awọn ipele χ. Awọn ohun elo ilẹ toje ni iduroṣinṣin kemikali to dara ati iduroṣinṣin gbona, isọdi giga, ati irọrun wa ati awọn ohun elo aise olowo poku. Awọn afikun ti toje aiye eroja le mu awọn gbona iduroṣinṣin, ga otutu ifoyina resistance ati darí-ini ti awọn ti ngbe, ki o si ṣatunṣe awọn dada acidity ti awọn carrier.La ati Ce ni o wa julọ commonly lo ati ki o iwadi iyipada eroja. Lu Weiguang ati awọn miiran rii pe afikun ti awọn eroja ti o ṣọwọn ni imunadoko ni idilọwọ itankale olopobobo ti awọn patikulu alumina, La ati Ce ṣe aabo awọn ẹgbẹ hydroxyl lori dada alumina, idinamọ sintering ati iyipada alakoso, ati dinku ibajẹ ti iwọn otutu giga si eto mesoporous . Awọn alumina ti a pese sile si tun ni o ni ga pato dada agbegbe ati pore volume.However, ju Elo tabi ju kekere toje aiye ano yoo din awọn gbona iduroṣinṣin ti alumina. Li Yanqiu et al. ti a fi kun 5% La2O3to γ-Al2O3, eyiti o dara si iduroṣinṣin igbona ati ki o pọ si iwọn pore ati agbegbe dada pato ti alumina ti ngbe. Gẹgẹbi a ti le rii lati oluyaworan 6, La2O3fikun si γ-Al2O3, Ṣe ilọsiwaju imuduro igbona ti awọn alapọpọ alapọpọ ilẹ to ṣọwọn.
Ninu ilana ti doping nano-fibrous patikulu pẹlu La to MA, awọn BET dada agbegbe ati pore iwọn didun ti MA-La ni o ga ju awon ti MA nigbati awọn ooru itọju otutu posi, ati doping pẹlu La ni o ni kedere retarding ipa lori sintering ni ga. otutu. bi han ni ọpọtọ. 7, pẹlu ilosoke ti iwọn otutu, La ṣe idiwọ ifarabalẹ ti idagbasoke ọkà ati iyipada alakoso, lakoko ti awọn ọpọtọ. 7a ati 7c ṣe afihan ikojọpọ ti awọn patikulu nano-fibrous. ninu ọpọtọ. 7b, iwọn ila opin ti awọn patikulu nla ti a ṣe nipasẹ isọdi ni 1200 ℃ jẹ nipa 100nm. O jẹ ami iyasọtọ pataki ti MA. Ni afikun, ni akawe pẹlu MA-1200, MA-La-1200 ko ni apapọ lẹhin itọju ooru. Pẹlu afikun ti La, awọn patikulu nano-fiber ni agbara sintering to dara julọ. paapaa ni iwọn otutu calcination ti o ga julọ, doped La tun wa kaakiri lori oju MA. La títúnṣe MA le ṣee lo bi awọn ti ngbe Pd ayase ni C3H8oxidation lenu.
Aworan 6 Awoṣe igbekale ti sintering alumina pẹlu ati laisi awọn eroja aiye toje
Aworan 7 Awọn aworan TEM ti MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) ati MA-La-1200 (d)
4 Ipari
Ilọsiwaju ti igbaradi ati ohun elo iṣẹ ti awọn ohun elo MA ti o ṣọwọn ti yipada ni a ṣe afihan. Toje aiye títúnṣe MA ti wa ni o gbajumo ni lilo. Botilẹjẹpe ọpọlọpọ awọn iwadii ti ṣe ni ohun elo catalytic, iduroṣinṣin gbona ati adsorption, ọpọlọpọ awọn ohun elo ni idiyele giga, iye doping kekere, aṣẹ ti ko dara ati pe o nira lati jẹ iṣelọpọ. Iṣẹ atẹle nilo lati ṣee ṣe ni ọjọ iwaju: iṣapeye akopọ ati eto ti iyipada aiye toje, yan ilana ti o yẹ, Pade idagbasoke iṣẹ ṣiṣe; Ṣeto awoṣe iṣakoso ilana ti o da lori ilana iṣẹ lati dinku awọn idiyele ati rii iṣelọpọ ile-iṣẹ; Lati le mu awọn anfani ti awọn orisun ilẹ toje ti Ilu China pọ si, o yẹ ki a ṣawari ẹrọ ti iyipada MA ti o ṣọwọn, mu imọ-jinlẹ ati ilana ti murasilẹ ilẹ toje ti yipada MA.
Fund Project: Shaanxi Science ati Technology ìwò Innovation Project (2011KTDZ01-04-01); Agbegbe Shaanxi 2019 Pataki Iwadi Imọ-jinlẹ (19JK0490); 2020 akanṣe iwadii imọ-jinlẹ pataki ti Ile-ẹkọ giga Huaqing, Xi 'Ile-ẹkọ giga ti Faaji ati Imọ-ẹrọ (20KY02)
Orisun: Rare Earth
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-15-2021