Onder nie-gesilekteerde oksiede het alumina goeie meganiese eienskappe, hoë temperatuurweerstand en weerstand teen korrosie, terwyl mesoporeuse alumina (MA) verstelbare poriegrootte het, 'n groot spesifieke oppervlakte, groot poriegebied en lae produksiekoste, wat wyd gebruik word in katalise, beheerde medisyne-vrystelling, adsorpsie en ander velde, kraak, hidrokrokracking en hydroDROCResILInization materiale. Mikroporeuse alumina word gereeld in die industrie gebruik, maar dit sal die aktiwiteit van alumina, die lewensduur en selektiwiteit van katalisator direk beïnvloed. Byvoorbeeld, in die proses van die suiwering van motoruitlaat, sal die neergesette besoedelende stowwe van enjinolie -bymiddels Coke vorm, wat sal lei tot die verstopping van katalisatorpore en sodoende die aktiwiteit van die katalisator verminder. Surfaktant kan gebruik word om die struktuur van die aluminiumoksiedraer aan te pas om MA te vorm. Verbeter die katalitiese werkverrigting daarvan.
MA het 'n beperkingseffek, en die aktiewe metale word gedeaktiveer na kalsinering met 'n hoë temperatuur. Daarbenewens, na 'n hoë temperatuur kalsinering, val die mesoporeuse struktuur in, is die MA-skelet in 'n amorfe toestand, en die oppervlak suurheid kan nie aan die vereistes op die gebied van funksionalisering voldoen nie. Modifikasiebehandeling is dikwels nodig om die katalitiese aktiwiteit, mesoporeuse stabiliteit, oppervlaktermiese stabiliteit en oppervlak suurheid van MA -materiale te verbeter. Kommoniese modifikasiegroepe sluit metaal heteroatome (Fe, CO, Ni, Cu, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, ens.) En metaaloksiede (TiO2, NIO, CO3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, Ecc.) in. MA of in die skelet gedoop.
Die spesiale elektronkonfigurasie van seldsame aardelemente maak dat sy verbindings spesiale optiese, elektriese en magnetiese eienskappe het, en word dit gebruik in katalitiese materiale, foto -elektriese materiale, adsorpsie -materiale en magnetiese materiale. Skaars aarde -gemodifiseerde mesoporeuse materiale kan suur (alkali) eienskappe verstel, die vakature van die suurstof verhoog, en metaal -nanokristallyne katalisator met eenvormige verspreiding en stabiele nanometer -skaal sintetiseer. Aangepaste poreuse materiale en seldsame aarde kan die oppervlakverspreiding van metaal -nanokristalle verbeter. In hierdie artikel sal seldsame aardmodifikasie en funksionalisering van MA ingestel word om katalitiese werkverrigting, termiese stabiliteit, suurstofopslagvermoë, spesifieke oppervlakte en poriestruktuur te verbeter.
1 MA Voorbereiding
1.1 Voorbereiding van die aluminiumoksiedraer
Die voorbereidingsmetode van aluminiumoksiedraer bepaal die verspreiding van die poriestruktuur, en die algemene voorbereidingsmetodes sluit in pseudo-boehmiet (PB) dehidrasie-metode en sol-gel-metode. Pseudoboehmiet (Pb) is die eerste keer deur CALVET voorgestel, en H+het peptisasie bevorder om γ-alooh-kolloïdale Pb wat tussenlaagwater bevat, te verkry, wat gekalsineer en by hoë temperatuur ontwater is om alumina te vorm. Volgens verskillende grondstowwe word dit dikwels verdeel in neerslagmetode, koolzuurmetode en alkoholaluminumhidrolise -metode. Die kolloïdale oplosbaarheid van Pb word beïnvloed deur kristaliniteit, en word dit geoptimaliseer met die toename in kristaliniteit, en word dit ook beïnvloed deur werkingsprosesparameters.
PB word gewoonlik volgens die neerslagmetode voorberei. Alkali word in aluminaatoplossing gevoeg, of suur word in aluminaatoplossing gevoeg en neergesit om gehidreerde aluminiumied (alkali -neerslag) te verkry, of suur word bygevoeg in aluminaat neerslag om aluminiumêre monohidraat te verkry, wat dan gewas, gedroog en gekalk word om Pb te verkry. Die neerslagmetode is maklik om te bedryf en koste, wat dikwels in industriële produksie gebruik word, maar dit word beïnvloed deur baie faktore (oplossing pH, konsentrasie, temperatuur, ens.) En die toestand vir die verkryging van deeltjie met 'n beter verspreidbaarheid is streng. In die koolzoniseringsmetode kan Al (OH) 3is verkry word deur die reaksie van CO2 en NAALO2, en PB kan na veroudering verkry word. Hierdie metode het die voordele van eenvoudige werking, hoë produkgehalte, geen besoedeling en lae koste, en kan alumina voorberei met 'n hoë katalitiese aktiwiteit, uitstekende korrosie-weerstand en 'n hoë spesifieke oppervlakte met 'n lae belegging en 'n hoë opbrengs. Aluminium alkoksied word gehidroliseer om aluminiumoksiedmonohidraat te vorm, en dan behandel om PB met 'n hoë suiwerheid te verkry, wat 'n goeie kristaliniteit, eenvormige deeltjiegrootte, gekonsentreerde poriegrootte-verdeling en 'n hoë integriteit van sferiese deeltjies het. Die proses is egter ingewikkeld, en dit is moeilik om te herstel as gevolg van die gebruik van sekere giftige organiese oplosmiddels.
Daarbenewens word anorganiese soute of organiese verbindings van metale gereeld gebruik vir die voorbereiding van alumina-voorgangers volgens sol-gel-metode, en suiwer water of organiese oplosmiddels word bygevoeg om oplossings voor te berei om SOL te genereer, wat dan gelok, gedroog en gebraai word. Op die oomblik word die voorbereidingsproses van alumina steeds verbeter op grond van die PB-dehidrasie-metode, en die karboniseringsmetode het die belangrikste metode geword vir industriële alumina-produksie vanweë die ekonomie en omgewingsbeskerming. Alumina wat volgens Sol-Gel-metode voorberei is.
1.2 Ma voorbereiding
Konvensionele alumina kan nie aan die funksionele vereistes voldoen nie, daarom is dit nodig om MA met 'n hoë werkverrigting voor te berei. Die sintese-metodes sluit gewoonlik die volgende in: nano-casting-metode met koolstofvorm as harde sjabloon; Sintese van SDA: Verdamping-geïnduseerde selfmonteringsproses (EISA) in die teenwoordigheid van sagte sjablone soos SDA en ander kationiese, anioniese of nie-ioniese oppervlakaktiewe middels.
1.2.1 EISA -proses
Die sagte sjabloon word in suurtoestand gebruik, wat die ingewikkelde en tydrowende proses van harde membraanmetode vermy en die voortdurende modulasie van die opening kan verwesenlik. Die voorbereiding van MA deur EISA het baie aandag getrek vanweë die maklike beskikbaarheid en reproduceerbaarheid daarvan. Verskillende mesoporeuse strukture kan voorberei word. Die poriegrootte van MA kan aangepas word deur die hidrofobiese kettinglengte van die oppervlakaktiewe middel te verander of die molverhouding van hidrolise-katalisator aan te pas tot aluminiumvoorloper in oplossing. Daarom is Eisa, ook bekend as een-stap-sintese en modifikasie, sol-GEL-metode van MA-oppervlakte en mesoporiese alumina (omel) toegepas, op verskillende sagte templates geplaas, so so so P123, F127, Triethanolamine (TEA), ens. EISA kan die mede-samestellingsproses van organoaluminum-voorgangers vervang, soos aluminium alkoxiede en oppervlakaktiewe sjablone, tipies aluminium isopropoxide en P123, om mesoporiese materiaal te verskaf. Die suksesvolle ontwikkeling van die Eisa-proses moet voorafvergadering van hipisering van hiperiese materiaal wees. Kinetika om stabiele SOL te verkry en die ontwikkeling van mesofase wat gevorm word deur oppervlakaktiewe micelle in Sol.
In die EISA-proses kan die gebruik van nie-waterige oplosmiddels (soos etanol) en organiese komplekserende middels die hidrolise en kondensasietempo van organoaluminum voorlopers effektief vertraag en die selfmontering van Oma-materiale veroorsaak, soos al (of) 3- en aluminium-isopropoksied. In nie-waterige vlugtige oplosmiddels verloor oppervlakte-aktiewe templates egter gewoonlik hul hidrofilisiteit/hidrofobisiteit. As gevolg van die vertraging van hidrolise en polikondensasie, het die intermediêre produk ook hidrofobiese groep, wat dit moeilik maak om met die oppervlakaktiewe vorm te werk. Slegs wanneer die konsentrasie van oppervlakaktiewe middel en die mate van hidrolise en polikondensasie van aluminium geleidelik verhoog word in die proses van oplosmiddelverdamping, kan die selfmontering van die templaat en aluminium plaasvind. Daarom sal baie parameters wat die verdampingsomstandighede van oplosmiddels en die hidrolise en kondensasie -reaksie van voorgangers beïnvloed, soos temperatuur, relatiewe humiditeit, katalisator, oplosmiddelverdampingsnelheid, ens. Beïnvloed. Soos getoon in Fig. 1, OMA-materiale met 'n hoë termiese stabiliteit en hoë katalitiese werkverrigting is gesintetiseer deur solvotermiese geassisteerde verdamping geïnduseerde selfmontering (SA-EISA). Solvotermiese behandeling het die volledige hidrolise van aluminiumvoorgangers bevorder om klein groepe aluminium-hidroksielgroepe te vorm, wat die interaksie tussen oppervlakaktiewe middels en aluminium verbeter het. Twee-dimensionele seskantige mesofase is in die EISA-proses gevorm en gekalsineer by 400 ℃ tot vorm van OMA-materiaal. In die tradisionele EISA -proses gaan die verdampingsproses gepaard met die hidrolise van organoaluminumvoorloper, dus het die verdampingsomstandighede 'n belangrike invloed op die reaksie en die finale struktuur van OMA. Die solvotermiese behandelingsstap bevorder die volledige hidrolise van die aluminiumvoorloper en produseer gedeeltelik gekondenseerde groepe aluminium hidroksielgroep.oma word gevorm onder 'n wye verskeidenheid verdampingsomstandighede. In vergelyking met MA wat volgens die tradisionele EISA-metode voorberei is, het OMA berei volgens die SA-EISA-metode 'n hoër poriegebied, beter spesifieke oppervlakte en beter termiese stabiliteit. In die toekoms kan die EISA-metode gebruik word om ultra-groot diafragma-MA met 'n hoë omskakelingstempo en uitstekende selektiwiteit voor te berei sonder om REAMING-agent te gebruik.
Fig. 1 Vloeidiagram van die SA-eisa-metode vir die sintetisering van OMA-materiale
1.2.2 Ander prosesse
Konvensionele MA -voorbereiding vereis presiese beheer van sinteseparameters om 'n duidelike mesoporeuse struktuur te bewerkstellig, en die verwydering van sjabloonmateriaal is ook uitdagend, wat die sintese -proses bemoeilik. Op die oomblik het baie letterkundes die sintese van MA met verskillende sjablone gerapporteer. In onlangse jare het die navorsing hoofsaaklik gefokus op die sintese van MA met glukose, sukrose en stysel as sjablone deur aluminium -isopropoksied in waterige oplossing. Die meeste van hierdie MA -materiale word gesintetiseer uit aluminiumnitraat, sulfaat en alkoksied as aluminiumbronne. MA CTAB word ook verkry deur direkte modifikasie van Pb as aluminiumbron. MA met verskillende strukturele eienskappe, ie Al2O3) -1, Al2O3) -2 en Al2O3 en het 'n goeie termiese stabiliteit. Die toevoeging van oppervlakaktiewe middel verander nie die inherente kristalstruktuur van Pb nie, maar verander die stapelmodus van deeltjies. Daarbenewens word die vorming van Al2O3-3 gevorm deur die hegting van nanodeeltjies wat deur organiese oplosmiddelpen of samevoeging rondom PEG gestabiliseer is. Die poriegrootte-verdeling van Al2O3-1 is egter baie smal. Daarbenewens is palladium-gebaseerde katalisators met sintetiese MA as draer berei. In die metaanverbrandingsreaksie het die katalisator wat deur Al2O3-3 ondersteun is, goeie katalitiese werkverrigting getoon.
Vir die eerste keer is MA met 'n relatiewe smal poriegrootte-verspreiding voorberei deur goedkoop en aluminiumryke aluminium swart slak ABD te gebruik. Die produksieproses sluit ekstraksieproses by lae temperatuur en normale druk in. Die vaste deeltjies wat in die ekstraksieproses gelaat word, besoedel nie die omgewing nie, en kan opgestapel word met 'n lae risiko of hergebruik as vulstof of totale in betontoediening. Die spesifieke oppervlakte van die gesintetiseerde MA is 123 ~ 162m2/g, die poriegrootte -verdeling is smal, die piekradius is 5,3 nm, en die porositeit is 0,37 cm3/g. Die materiaal is nano-grootte en die kristalgrootte is ongeveer 11nm. Sintese van vaste toestand is 'n nuwe proses om MA te sintetiseer, wat gebruik kan word om radiochemiese absorberende middel vir kliniese gebruik te produseer. Aluminiumchloried, ammoniumkarbonaat en glukose-grondstowwe word in 'n molverhouding van 1: 1,5: 1,5 gemeng, en MA word gesintetiseer deur 'n nuwe vaste-toestand meganochemiese reaksie. Deur konsentrasie131i in termiese batterytoerusting, is die totale opbrengs van 131i na konsentrasie van 'n hoë radiaktasie, en die verkryging131i [naai] oplossing het 'n hoë radiopaktiewe konsentrasie (1,7 TBQ/ml), waardeur die gebruik van groot dosis131i [NAI] kapsules vir skildklierkankerbehandeling besef.
Om in die toekoms op te som, kan klein molekulêre sjablone ook ontwikkel word om meervlak geordende porestrukture te konstrueer, die struktuur, morfologie en oppervlakchemiese eienskappe van materiale effektief aan te pas en groot oppervlakte en geordende wurmgat-MA te genereer. Verken goedkoop sjablone en aluminiumbronne, optimaliseer die sintese -proses, verduidelik die sintese -meganisme en lei die proses.
Wysigingsmetode van 2 Ma
Die metodes om aktiewe komponente op MA-draer eenvormig te versprei, sluit in impregnasie, in-situ synthe-sis, neerslag, ioonuitruiling, meganiese vermenging en smelt, waaronder die eerste twee die algemeenste gebruik word.
2.1 In-situ-sintese-metode
Groepe wat in funksionele modifikasie gebruik word, word bygevoeg in die proses om MA voor te berei om die skeletstruktuur van die materiaal te verander en te stabiliseer en die katalitiese werkverrigting te verbeter. Die proses word in Figuur 2 getoon. Liu et al. Gesintetiseerde Ni/Mo-Al2O3in-situ met P123 as sjabloon. Beide Ni en Mo is versprei in geordende MA -kanale, sonder om die mesoporeuse struktuur van MA te vernietig, en die katalitiese prestasie is uiteraard verbeter. Die aanvaarding van 'n in-situ-groeimetode op 'n gesintetiseerde gamma-AL2O3Substraat, in vergelyking met γ-AL2O3, MnO2-AL2O3Has groter BET-spesifieke oppervlakte en porievolume, en het 'n bimodale mesoporeuse struktuur met smal poriegrootte verspreiding. MNO2-AL2O3HAS vinnige adsorpsietempo en hoë doeltreffendheid vir F-, en het 'n wye pH-toepassingsbereik (pH = 4 ~ 10), wat geskik is vir praktiese industriële toepassingsvoorwaardes. Die herwinningsprestasie van MNO2-AL2O3I's beter as dié van γ-AL2O. Strukturele stabiliteit moet verder geoptimaliseer word. Samevattend het die MA-gemodifiseerde materiale wat deur die sintese in die situ verkry is, 'n goeie strukturele orde, sterk interaksie tussen groepe en aluminiumoksiedraers, 'n noue kombinasie, groot materiaalbelasting, en is dit nie maklik om die vergieting van aktiewe komponente in die katalitiese reaksieproses te veroorsaak nie, en die katalitiese werkverrigting is aansienlik verbeter.
Fig. 2 Bereiding van gefunksionaliseerde MA deur in-situ-sintese
2.2 Impregneringsmetode
Die voorbereide MA in die gewysigde groep gedompel en die gewysigde MA -materiaal na behandeling verkry, om die gevolge van katalise, adsorpsie en dies meer te verwesenlik. Cai et al. Berei MA van P123 volgens Sol-Gel-metode, en het dit in etanol- en tetraethylenepentamine-oplossing geweek om 'n amino-gemodifiseerde MA-materiaal met 'n sterk adsorpsieprestasie te verkry. Boonop het Belkacemi et al. Gedoop in ZnCl2Solution deur dieselfde proses om geordende sink -gedoteerde gewysigde MA -materiale te verkry. Die spesifieke oppervlakte en poriegebied is onderskeidelik 394M2/g en 0,55 cm3/g. In vergelyking met die in-situ-sintese-metode, het die impregneringsmetode 'n beter elementverspreiding, stabiele mesoporeuse struktuur en goeie adsorpsieprestasie, maar die interaksiekrag tussen aktiewe komponente en aluminiumdraer is swak, en die katalitiese aktiwiteit word maklik deur eksterne faktore bemoeilik.
3 Funksionele vooruitgang
Die sintese van seldsame aarde MA met spesiale eienskappe is die ontwikkelingstendens in die toekoms. Daar is tans baie sintese -metodes. Die prosesparameters beïnvloed die prestasie van MA. Die spesifieke oppervlakte, porievolume en porie -deursnee van MA kan verstel word deur die templaattipe en aluminiumvoorloper -samestelling. Die kalsineringstemperatuur en die konsentrasie van die polimeer -sjabloon beïnvloed die spesifieke oppervlakte en porievolume van MA. Suzuki en Yamauchi het gevind dat die kalsineringstemperatuur van 500 ℃ tot 900 ℃ verhoog is. Die opening kan verhoog word en die oppervlak kan verminder word. Daarbenewens verbeter die seldsame aardmodifikasie -behandeling die aktiwiteit, termiese stabiliteit van die oppervlak, strukturele stabiliteit en oppervlak suurheid van MA -materiale in die katalitiese proses, en voldoen dit aan die ontwikkeling van MA -funksionalisering.
3.1 Defluorinasie adsorbent
Die fluoor in drinkwater in China is ernstig skadelik. Daarbenewens sal die toename in die fluoorinhoud in industriële sinksulfaatoplossing lei tot die korrosie van die elektrodeplaat, die verswakking van die werksomgewing, die afname in die kwaliteit van elektriese sink en die afname in die hoeveelheid herwinde water in die suurmaakstelsel en elektrolise proses van gevloeide beddegoed roastende rookgas. Op die oomblik is die adsorpsiemetode die aantreklikste onder die algemene metodes van nat defluorinasie. Daar is 'n paar tekortkominge, soos swak adsorpsievermoë, smal beskikbare pH -reeks, sekondêre besoedeling en so aan. Activated carbon, amorphous alumina, activated alumina and other adsorbents have been used for defluorination of water, but the cost of adsorbents is high, and the adsorption capacity of F-in neutral solution or high concentration is low.Activated alumina has become the most widely studied adsorbent for fluoride removal because of its high affinity and selectivity to fluoride at neutral pH value, but it is limited by Die swak adsorpsievermoë van fluoried, en slegs by pH <6 kan dit 'n goeie fluoried-adsorpsieprestasie hê. MA het wye aandag getrek in die beheer van omgewingsbesoedeling as gevolg van die groot spesifieke oppervlakte, unieke poriegrootte-effek, suur-basisprestasie, termiese en meganiese stabiliteit. Kundu et al. Berei MA met 'n maksimum fluooradsorpsievermoë van 62,5 mg/g. Die fluoor -adsorpsievermoë van MA word baie beïnvloed deur die strukturele eienskappe daarvan, soos spesifieke oppervlakte, oppervlakfunksionele groepe, poriegrootte en totale poriegrootte. Aanpassing van struktuur en prestasie van MA is 'n belangrike manier om sy adsorpsieprestasie te verbeter.
As gevolg van die harde suur van LA en die harde basiese fluoor, is daar 'n sterk affiniteit tussen LA en fluoorione. In onlangse jare het sommige studies bevind dat LA as wysiger die adsorpsievermoë van fluoried kan verbeter. Vanweë die lae strukturele stabiliteit van seldsame aardadsorbente, word meer seldsame aarde egter in die oplossing geloog, wat lei tot sekondêre waterbesoedeling en die gesondheid van mense. Aan die ander kant is die hoë konsentrasie aluminium in die wateromgewing een van die gifstowwe vir menslike gesondheid. Daarom is dit nodig om 'n soort saamgestelde adsorbent voor te berei met goeie stabiliteit en geen loging of minder loging van ander elemente in die fluoorverwyderingsproses nie. MA gewysig deur LA en CE is opgestel volgens die impregneringsmetode (LA/MA en CE/MA). Skaars aardoksiede is vir die eerste keer suksesvol op die MA-oppervlak gelaai, wat 'n hoër defluorinasieprestasie gehad het. Die belangrikste meganismes van fluoorverwydering is elektrostatiese adsorpsie en chemiese adsorpsie, die elektroniese aantrekkingskrag van oppervlak-positiewe lading en liganduitruiling kombineer met oppervlakhidrokant, die hidro-oksielfunksionele groep op die adsorbent-oppervlak genereer hidrogeenbinding met F-, die mod Adsorpsievermoë van fluoor, LA/MA bevat meer hidroksiel -adsorpsieplekke, en die adsorpsievermoë van F is in die volgorde van la/ma> ce/ma> ma. Met die toename in die aanvanklike konsentrasie neem die adsorpsievermoë van fluoor toe. Die adsorpsie -effek is die beste wanneer pH 5 ~ 9 is, en die adsorpsieproses van fluoor ooreenstem met die Langmuir -isotermiese adsorpsiemodel. Daarbenewens kan die onsuiwerhede van sulfaatione in alumina ook die kwaliteit van monsters aansienlik beïnvloed. Although the related research on rare earth modified alumina has been carried out, most of the research focuses on the process of adsorbent, which is difficult to be used industrially.In the future, we can study the dissociation mechanism of fluorine complex in zinc sulfate solution and the migration characteristics of fluorine ions, obtain efficient, low-cost and renewable fluorine ion adsorbent for defluorination of zinc sulfate solution in zinc Hydrometallurgie -stelsel, en vestig 'n prosesbeheermodel vir die behandeling van 'n hoë fluooroplossing gebaseer op seldsame aardma nano adsorbent.
3.2 Katalisator
3.2.1 Droë hervorming van metaan
Skaars aarde kan die suurheid (basiese) van poreuse materiale aanpas, die vakature van suurstof verhoog en katalisators sintetiseer met eenvormige verspreiding, nanometer -skaal en stabiliteit. Dit word dikwels gebruik om edelmetale en oorgangsmetale te ondersteun om die metanasie van CO2 te kataliseer. Op die oomblik ontwikkel seldsame aarde -gemodifiseerde mesoporeuse materiale vir metaan droë hervorming (MDR), fotokatalitiese afbraak van VOC's en stertgas -suiwering, met 'n edelmetale (soos PD, RU, RH, ens.) En ander oorgangsmetale (soos CO, FE, ens.), Ni/Al2O3Catalyst word wyd gebruik vir die hoër kataliet en die hoë koste van die koste vir die katalisie, en dit is wyd gebruik vir die hoër kataliet en die koste van die koste vir die katalisie. metaan. Die sintering en koolstofafsetting van Ni -nanodeeltjies op die oppervlak van Ni/Al2O3Lead tot die vinnige deaktivering van die katalisator. Daarom is dit nodig om versnelling by te voeg, die katalisatordraer te verander en die voorbereidingsroete te verbeter om die katalitiese aktiwiteit, stabiliteit en werfweerstand te verbeter. Oor die algemeen kan seldsame aardoksiede as strukturele en elektroniese promotors in heterogene katalisators gebruik word, en die verspreiding van Ni, uitvoerende hoofde, en die eienskappe van metaal NI verander deur sterk metaalondersteuningsinteraksie.
MA word wyd gebruik om die verspreiding van metale te verbeter, en bied selfbeheersing vir aktiewe metale om hul agglomerasie te voorkom. LA2O3 met 'n hoë suurstofopslagvermoë verhoog die koolstofweerstand in die omskakelingsproses, en La2O3 bevorder die verspreiding van CO oor mesoporeuse alumina, wat 'n hoë hervormingsaktiwiteit en veerkragtigheid het. Die La2o3promotor verhoog die MDR -aktiwiteit van CO/MA -katalisator, en CO3O4 en Coal2O4Phases word op die katalisatoroppervlak gevorm. Die hoogs verspreide la2O3Has klein korrels van 8NM ~ 10Nm. In die MDR-proses het die in-situ-interaksie tussen LA2O3 en CO2-gevormde LA2O2CO3Mesophase, wat die effektiewe eliminasie van CXHY op die katalisatoroppervlak veroorsaak het. LA2O3 -promotes waterstofvermindering deur 'n hoër elektrondigtheid te bied en die vakature van suurstof in 10%CO/MA te verhoog. Die toevoeging van LA2O3Reducteer die oënskynlike aktiveringsenergie van CH4Consumption. Daarom het die omskakelingskoers van CH4 -verhoogde tot 93,7% by 1073K K. die toevoeging van LA2O3 -verbeterde die katalitiese aktiwiteit, die vermindering van H2 bevorder, die aantal aktiewe terreine van CO0 verhoog, minder neergesette koolstof geproduseer en die suurstofvakature tot 73,3% verhoog.
CE en PR is ondersteun op Ni/Al2O3Catalyst volgens gelyke volume impregneringsmetode in Li Xiaofeng. Nadat CE en PR toegevoeg is, het die selektiwiteit tot die verhoogde verhoogde en die selektiwiteit van CO afgeneem. Die MDR aangepas deur PR het 'n uitstekende katalitiese vermoë gehad, en die selektiwiteit om van 64,5% tot 75,6% te verhoog, terwyl die selektiwiteit tot CO gedaal het van 31,4% Peng Shujing et al. Gebruikte sol-gel-metode, CE-gemodifiseerde MA, is berei met aluminium isopropoksied, isopropanoloplosmiddel en seriumnitraat-heksahydraat. Die spesifieke oppervlakte van die produk is effens verhoog. Die toevoeging van CE het die samevoeging van staafagtige nanodeeltjies op die MA-oppervlak verminder. Sommige hidroksielgroepe op die oppervlak van γ-al2O3 is basies bedek met CE-verbindings. Die termiese stabiliteit van MA is verbeter, en geen kristalfase -transformasie het plaasgevind na kalsinering op 1000 ℃ vir 10 uur nie. Wang Baowei et al. Berei MA-materiaal CEO2-AL2O4BY CopRecipitation Method. CEO2 met kubieke klein korrels is eenvormig in alumina versprei. Na die ondersteuning van CO en MO op CEO2-AL2O4, is die interaksie tussen alumina en Active Component CO en MO effektief deur CEO2 geïnhibeer
Die seldsame aardpromotors (LA, CE, Y en SM) word gekombineer met CO/MA -katalisator vir MDR, en die proses word in FIG. 3. Die seldsame aardpromotors kan die verspreiding van CO op MA -draer verbeter en die agglomerasie van CO -deeltjies belemmer. Hoe kleiner die deeltjiegrootte, hoe sterker is die co-ma-interaksie, hoe sterker is die katalitiese en sinteringsvermoë in YCO/MA-katalisator, en die positiewe gevolge van verskeie promotors op MDR-aktiwiteit en koolstofafsetting.fig. 4 is 'n HRTEM -beeld na MDR -behandeling by 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 vir 8 uur. CO -deeltjies bestaan in die vorm van swart kolle, terwyl MA -draers in die vorm van grys bestaan, wat afhang van die verskil van elektrondigtheid. In HRTEM -beeld met 10%CO/MA (Fig. 4B) word die agglomerasie van CO -metaaldeeltjies waargeneem op MA Carriers Die toevoeging van seldsame aardpromotor, verminder CO -deeltjies tot 11,0 nm ~ 12,5 nm. YCO/MA het 'n sterk mede-ma-interaksie, en die sinteringsprestasie daarvan is beter as ander katalisators. Boonop, soos getoon in Fig. 4b tot 4f word hol koolstofnanowires (CNF) op die katalisators geproduseer, wat kontak met die gasvloei hou en voorkom dat die katalisator deaktivering voorkom.
Fig. 3 Effek van seldsame aarde -toevoeging op fisiese en chemiese eienskappe en MDR -katalitiese werkverrigting van CO/MA -katalisator
3.2.2 Deoxidation Catalyst
Fe2O3/meso-ceal, 'n CE-gedopte Fe-gebaseerde deoksidasiekatalisator, is berei deur oksidatiewe dehidrogenering van 1- buten met CO2AS sagte oksidant, en is gebruik in die sintese van 1,3-butadiene (BD). CE was baie versprei in alumina-matriks, en Fe2O3/Meso was hoogs verspreiddefe2O3/meso-ceal-100 katalisator, nie net hoogs verspreide ysterspesies en goeie strukturele eienskappe nie, maar het ook 'n goeie suurstofopbergingskapasiteit, so dit het goeie adsorpsie en aktiveringskapasiteit van CO2. Soos getoon in Figuur 5, toon TEM-beelde dat Fe2O3/meso-Ceal-100 is dat die wurmagtige kanaalstruktuur van Mesoceal-100 los en poreus is, wat voordelig is vir die verspreiding van aktiewe bestanddele, terwyl baie verspreide CE suksesvol in aluminium-matriks is. Die edelmetaal-katalisatorbedekkingmateriaal wat aan die ultra-lae emissiestandaard van motorvoertuie voldoen, het poriestruktuur, goeie hidrotermale stabiliteit en groot suurstofopbergingsvermoë ontwikkel.
3.2.3 Katalisator vir voertuie
PD-RH ondersteun kwaternêre aluminium-gebaseerde seldsame aardkomplekse alcezrtiox en allazrtiox om motorkatalisator-deklaagmateriaal te verkry. Mesoporeuse aluminium-gebaseerde seldsame aardkompleks PD-RH/ALC kan suksesvol gebruik word as 'n CNG-voertuiguitlaatsuiweringskatalisator met 'n goeie duursaamheid, en die omskakelingsdoeltreffendheid van CH4, die belangrikste komponent van CNG-uitlaatgas, is so hoog as 97,8%. Neem 'n hidrotermiese eenstap-metode aan om die seldsame aarde MA-saamgestelde materiaal voor te berei om selfmontering te realiseer, geordende mesoporeuse voorlopers met metastabiele toestand en 'n hoë aggregasie is gesintetiseer, en die sintese van die hervorming van die model van 'saamgestelde groeenheid', en sodoende die suiwering van die motor-uitlaatgasse-post-gemonteerde driewegkataltiese konverter te besef.
Fig. 4 HRTEM -beelde van MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) en SMCO/MA (F)
Fig. 5 TEM-beeld (a) en EDS-elementdiagram (B, c) van Fe2O3/meso-Ceal-100
3.3 Lumineuse prestasie
Elektrone van seldsame aardelemente is maklik opgewonde om tussen verskillende energievlakke oor te skakel en lig uit te stuur. Skaars aardione word dikwels as aktiveerders gebruik om luminescerende materiale voor te berei. Skaars aarde -ione kan op die oppervlak van aluminiumfosfaat hol mikrosfere gelaai word volgens die kopie -metode en ioonuitruilmetode, en luminescerende materiale Alpo4∶re (LA, CE, PR, ND) kan voorberei word. Die luminescerende golflengte is in die nabye ultraviolet-streek. MA word in dun films gemaak vanweë die traagheid, lae diëlektriese konstante en lae geleidingsvermoë, wat dit van toepassing maak op elektriese en optiese toestelle, dun films, hindernisse, sensors, ens. Hierdie toestelle is opgestapelde films met 'n definitiewe optiese padlengte, dus is dit nodig om brekingsindeks en dikte te beheer. Titaniumdioksied en sirkoniumoksied met 'n hoë brekingsindeks en silikonkioksied met 'n lae brekingsindeks word dikwels gebruik om sulke toestelle te ontwerp en te bou. Die beskikbaarheidsgebied van materiale met verskillende oppervlakchemiese eienskappe word uitgebrei, wat dit moontlik maak om gevorderde fotonkensors te ontwerp. Die bekendstelling van MA- en Oxyhydroxide -films in die ontwerp van optiese toestelle toon 'n groot potensiaal omdat die brekingsindeks soortgelyk is aan dié van silikondioksied. Maar die chemiese eienskappe is anders.
3.4 Termiese stabiliteit
Met die toename in temperatuur beïnvloed sintering die gebruikseffek van MA-katalisator ernstig, en die spesifieke oppervlakte neem af en γ-al2O3in-kristallyne fase verander in Δ en θ tot χ fases. Skaars aardmateriaal het goeie chemiese stabiliteit en termiese stabiliteit, hoë aanpasbaarheid en maklik beskikbare en goedkoop grondstowwe. Die toevoeging van seldsame aarde -elemente kan die termiese stabiliteit, hoë temperatuur -oksidasie -weerstand en meganiese eienskappe van die draer verbeter, en die oppervlak suurheid van die draer.la en CE is die mees gebruikte en bestudeerde modifikasie -elemente. Lu Weiguang en ander het gevind dat die toevoeging van seldsame aardelemente die grootmaatdiffusie van aluminiumoksiedpartikels effektief verhoed het, LA en CE het die hidroksielgroepe op die oppervlak van alumina beskerm, sintering en fase -transformasie belemmer en die skade van hoë temperatuur tot mesoporeuse struktuur verminder. Die voorbereide alumina het nog steeds 'n hoë spesifieke oppervlakte en porievolume. Hoe ook al, te veel of te min seldsame aardelement sal die termiese stabiliteit van alumina verminder. Li Yanqiu et al. 5% LA2O3TO γ-AL2O3 bygevoeg, wat die termiese stabiliteit verbeter het en die poriegebied en die spesifieke oppervlakte van die aluminiumoksiedraer verhoog het. Soos gesien kan word in Figuur 6, verbeter La2O3added tot γ-AL2O3 die termiese stabiliteit van seldsame aarde-saamgestelde draer.
In die proses om nano-veselende deeltjies met LA tot MA te dop, is die BET-oppervlakte en die porievolume van MA-LA hoër as dié van MA wanneer die hittebehandelingstemperatuur toeneem, en die doping met LA het 'n duidelike vertraagde effek op sintering by hoë temperatuur. soos getoon in Fig. 7, met die toename in temperatuur, belemmer LA die reaksie van graangroei en fase -transformasie, terwyl Fig. 7a en 7c toon die opeenhoping van nano-veselagtige deeltjies. In Fig. 7b, die deursnee van groot deeltjies wat deur kalsinering op 1200 ℃ geproduseer word, is ongeveer 100 nm. Dit is die beduidende sintering van MA. Verder, in vergelyking met MA-1200, versamel MA-LA-1200 nie na hittebehandeling nie. Met die toevoeging van LA, het nano-veseldeeltjies 'n beter sintervermoë. Selfs by hoër kalsineringstemperatuur is gedoteerde LA steeds baie versprei op die MA -oppervlak. LA -gewysigde MA kan gebruik word as die draer van PD -katalisator in C3H8oxidation -reaksie.
Fig. 6 Struktuurmodel van sinterende alumina met en sonder seldsame aardelemente
Fig. 7 TEM-beelde van MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) en MA-LA-1200 (D)
4 KLEKTE
Die vordering met die voorbereiding en die funksionele toepassing van seldsame aardmodifiseerde MA -materiale word bekendgestel. Skaars aarde gemodifiseerde MA word wyd gebruik. Alhoewel daar baie navorsing gedoen is oor katalitiese toepassing, termiese stabiliteit en adsorpsie, het baie materiale hoë koste, lae dopingbedrag, swak orde en is dit moeilik om geïndustrialiseer te word. Die volgende werk moet in die toekoms gedoen word: optimaliseer die samestelling en struktuur van die seldsame Aarde -gemodifiseerde MA, kies die toepaslike proses, voldoen aan die funksionele ontwikkeling; Vestig 'n prosesbeheermodel gebaseer op die funksionele proses om koste te verlaag en industriële produksie te realiseer; Ten einde die voordele van China se seldsame aardhulpbronne te maksimeer, moet ons die meganisme van seldsame aardmodifikasie ondersoek, die teorie verbeter en die proses van die voorbereiding van seldsame aarde -gemodifiseerde MA.
Fondsprojek: Shaanxi Science and Technology Algehele innovasieprojek (2011KTDZ01-04-01); Shaanxi Province 2019 Special Scientific Research Project (19JK0490); 2020 Special Scientific Research Project of Huaqing College, XI 'An University of Architecture and Technology (20KY02)
Bron: seldsame aarde
Postyd: Jul-04-2022