Inter ne-siliceaj oksidoj, alumino havas bonajn mekanikajn trajtojn, altan temperaturon reziston kaj korodan reziston, dum mezopora alumino (MA) havas alĝustigeblan poran grandecon, grandan specifan surfacareon, grandan poran volumon kaj malaltan produktokoston, kiu estas vaste uzata en katalizo, kontrolita drog-liberigo, adsorbado kaj aliaj kampoj, kiel krakado, hidrokrakado kaj hidrodesulfurigo de naftaj krudaĵoj.Mikropora alumino estas ofte uzata en industrio, sed ĝi rekte influos la agadon de alumino, la servodaŭron kaj selektivecon de katalizilo. Ekzemple, en la procezo de purigado de aŭtomobila ellasilo, la deponitaj malpurigaĵoj de motoroleaj aldonaĵoj formos kolaon, kio kondukos al la blokado de katalizilaj poroj, tiel reduktante la agadon de katalizilo. Surfactant povas esti uzata por ĝustigi la strukturon de alumina portanto por formi MA.Plibonigi ĝian katalizan rendimenton.
MA havas limigan efikon, kaj la aktivaj metaloj estas malaktivigitaj post alt-temperatura kalcinado. Krome, post alt-temperatura kalcinado, la mezopora strukturo kolapsas, la MA-skeleto estas en amorfa stato, kaj la surfaca acideco ne povas plenumi siajn postulojn en la kampo de funkciado. Modifa traktado estas ofte necesa por plibonigi la katalizan agadon, mezoporan strukturon-stabilecon, surfacan termikan stabilecon kaj surfacan acidecon de MA-materialoj.Komunaj modifaj grupoj inkluzivas metalajn heteroatomojn (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, ktp. ) kaj metaloksidoj (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, ktp.) Ŝarĝitaj sur la surfaco de MA aŭ dopitaj en la skeleto.
La speciala elektrona agordo de maloftaj teraj elementoj igas ĝiajn kunmetaĵojn havi specialajn optikajn, elektrajn kaj magnetajn ecojn, kaj estas uzataj en katalizaj materialoj, fotoelektraj materialoj, adsorbaj materialoj kaj magnetaj materialoj. Maloftaj teroj modifitaj mezoporaj materialoj povas ĝustigi acidajn (alkalajn) posedaĵojn, pliigi oksigenan vakanton kaj sintezi metalan nanokristalan katalizilon kun unuforma disvastigo kaj stabila nanometra skalo. Taŭgaj poraj materialoj kaj maloftaj teroj povas plibonigi la surfacan disvastiĝon de metalaj nanokristaloj kaj la stabilecon kaj karbonan deponaĵon. rezisto de kataliziloj. En ĉi tiu artikolo, modifo kaj funkciado de maloftaj tero estos enkondukitaj por plibonigi katalizan agadon, termikan stabilecon, oksigenan stokkapablon, specifan surfacareon kaj poran strukturon.
1 MA preparo
1.1 preparado de alumina portanto
La preparmetodo de alumina portanto determinas ĝian poran strukturdistribuon, kaj ĝiaj oftaj preparmetodoj inkludas pseŭdo-boehmite (PB) dehidratigmetodon kaj sol-ĝelan metodon. Pseudoboehmite (PB) unue estis proponita fare de Calvet, kaj H+ antaŭenigis peptigon por akiri γ-AlOOH-koloidan PB enhavantan intertavolakvon, kiu estis kalcinita kaj senhidratigita ĉe alta temperaturo por formi aluminon. Laŭ malsamaj krudmaterialoj, ĝi ofte estas dividita en precipita metodo, karboniga metodo kaj alkohola aluminia hidroliza metodo.La koloida solvebleco de PB estas tuŝita de kristaleco, kaj ĝi estas optimumigita kun la pliiĝo de kristaleco, kaj ankaŭ estas tuŝita de operaciaj procezaj parametroj.
PB estas kutime preparita per precipita metodo. Alkala estas aldonita en aluminatsolvaĵon aŭ acido estas aldonita en aluminatsolvaĵo kaj precipitaĵo por akiri hidratigitan aluminon (alkala precipitaĵo), aŭ acido estas aldonita en aluminata precipitaĵo por akiri aluminan monohidraton, kiu tiam estas lavita, sekigita kaj kalcinata por akiri PB. Precipitaĵo metodo estas facile funkcii kaj malalta en kosto, kiu estas ofte uzata en industria produktado, sed ĝi estas influita de multaj faktoroj (solvo pH, koncentriĝo, temperaturo, ktp).Kaj tiu kondiĉo por akiri partiklo kun pli bona disvastigebleco estas striktaj. En la karboniga metodo, Al(OH)3 estas akirita per la reago de CO2 kaj NaAlO2, kaj PB povas esti akirita post maljuniĝo. Ĉi tiu metodo havas la avantaĝojn de simpla operacio, alta produkta kvalito, neniu poluo kaj malalta kosto, kaj povas prepari aluminon kun alta kataliza agado, bonega koroda rezisto kaj alta specifa surfacareo kun malalta investo kaj alta rendimento. Aluminia alkoksida hidrolizo metodo estas ofte uzata. prepari altpuran PB. Aluminia alkoksido estas hidrolizita por formi aluminian oksidon monohidraton, kaj tiam traktita por akiri altpuran PB, kiu havas bonan kristalecon, unuforman partiklan grandecon, koncentritan porograndan distribuon kaj altan integrecon de sferaj partikloj. Tamen, la procezo estas kompleksa, kaj estas malfacile renormaliĝi pro la uzo de certaj toksaj organikaj solviloj.
Krome, neorganikaj saloj aŭ organikaj komponaĵoj de metaloj estas ofte uzataj por preparado de aluminaj antaŭuloj per sol-ĝela metodo, kaj pura akvo aŭ organikaj solviloj estas aldonitaj por prepari solvaĵojn por generi solon, kiu tiam estas ĝeligita, sekigita kaj rostita. Nuntempe, la preparprocezo de alumino ankoraŭ estas plibonigita surbaze de PB-dehidratiga metodo, kaj karboniga metodo fariĝis la ĉefa metodo por industria alumina produktado pro sia ekonomio kaj mediprotekto.Alumino preparita per sol-ĝela metodo altiris multe da atento. pro ĝia pli unuforma distribuo de poroj, kio estas ebla metodo, sed ĝi devas esti plibonigita por realigi industrian aplikon.
1.2 MA-preparo
Konvencia alumino ne povas plenumi la funkciajn postulojn, do necesas prepari alt-efikecan MA. La sintezaj metodoj kutime inkluzivas: nano-gisada metodo kun karbona ŝimo kiel malmola ŝablono; Sintezo de SDA: vaporiĝ-induktita mem-kunigprocezo (EISA) en la ĉeesto de molaj ŝablonoj kiel ekzemple SDA kaj aliaj katjonaj, anjonaj aŭ nejonaj surfaktants.
1.2.1 EISA-procezo
La mola ŝablono estas uzata en acida kondiĉo, kiu evitas la komplikan kaj tempopostulan procezon de malmola membranmetodo kaj povas realigi la kontinuan moduladon de aperturo. La preparado de MA de EISA altiris multe da atento pro sia facila havebleco kaj reproduktebleco. Malsamaj mezoporaj strukturoj povas esti preparitaj. La pora grandeco de MA povas esti ĝustigita ŝanĝante la hidrofoban ĉenlongon de surfaktant aŭ ĝustigante la molan rilatumon de hidroliza katalizilo al aluminio-antaŭulo en solvaĵo. Sekve, EISA, ankaŭ konata kiel unupaŝa sintezo kaj modifa metodo sol-ĝelo de alta surfaco. areo MA kaj ordigita mezopora alumino (OMA), estis aplikita al diversaj molaj ŝablonoj, kiel ekzemple P123, F127, trietanolamino (teo), ktp. EISA povas anstataŭigi la kunmuntan procezon de organoaluminiaj antaŭuloj, kiel aluminiaj alkoksidoj kaj surfaktantŝablonoj, tipe aluminia izopropoksido kaj P123, por provizi mezoporajn materialojn. La sukcesa disvolviĝo de EISA-procezo postulas precizan alĝustigon de hidrolizo kaj kondensado. kinetiko por akiri stabilan sulon kaj permesi la evoluon de mezofazo formita per surfaktantmiceloj en suno.
En la EISA-procezo, la uzo de ne-akvaj solviloj (kiel ekzemple etanolo) kaj organikaj kompleksaj agentoj povas efike malrapidigi la hidrolizon kaj kondensadrapidecon de organoaluminiaj antaŭuloj kaj stimuli la mem-kunigon de OMA-materialoj, kiel ekzemple Al(OR)3 kaj izopropoksido de aluminio. Tamen, en ne-akvaj volatilaj solviloj, surfaktantŝablonoj kutime perdas sian hidrofilecon/hidrofobecon. Krome, Pro la malfruo de hidrolizo kaj polikondensado, la meza produkto havas hidrofoban grupon, kio malfaciligas interagi kun surfaktantŝablono. Nur kiam la koncentriĝo de surfaktanto kaj la grado de hidrolizo kaj polikondensiĝo de aluminio iom post iom pliiĝas en la procezo de solva vaporiĝo povas okazi la memmuntado de ŝablono kaj aluminio. Sekve, multaj parametroj, kiuj influas la vaporiĝajn kondiĉojn de solviloj kaj la hidrolizon kaj kondensan reagon de antaŭuloj,Kiel temperaturo, relativa humideco, katalizilo, solva vaporiĝa indico, ktp., influos la finan kunvenan strukturon. Kiel montrite en fig. 1, OMA-materialoj kun alta termika stabileco kaj alta kataliza rendimento estis sintezitaj per solvoterma helpita vaporiĝo induktita mem-asembleo (SA-EISA). solvoterma traktado promociis la kompletan hidrolizon de aluminiaj antaŭuloj por formi malgrandajn grapo-aluminiajn hidroksilgrupojn, kiuj plibonigis la interagadon inter surfaktants kaj aluminio. Dudimensia sesangula mezfazo estis formita en EISA-procezo kaj kalcinita je 400℃ por formi OMA-materialon. En la tradicia EISA-procezo, la vaporiĝa procezo estas akompanata de la hidrolizo de organoaluminia antaŭulo, do la vaporiĝaj kondiĉoj havas gravan influon sur la reago kaj la fina strukturo de OMA. La solvoterma traktado paŝo antaŭenigas la kompletan hidrolizon de la aluminia antaŭulo kaj produktas parte densigitajn amasigitajn aluminiajn hidroksilgrupojn.OMA estas formita sub larĝa gamo de vaporiĝaj kondiĉoj. Kompare kun MA preparita per tradicia EISA-metodo, OMA preparita per SA-EISA-metodo havas pli altan poran volumon, pli bonan specifan surfacareon kaj pli bonan termikan stabilecon. En la estonteco, EISA-metodo povas esti uzata por prepari ultra-grandan aperturon MA kun alta konverta indico kaj bonega selektiveco sen uzi reaman agenton.
Fig. 1 fludiagramo de SA-EISA metodo por sintezi OMA-materialojn
1.2.2 aliaj procezoj
Konvencia MA-preparo postulas precizan kontrolon de sintezaj parametroj por atingi klaran mezoporan strukturon, kaj la forigo de ŝablonaj materialoj ankaŭ estas malfacila, kio malfaciligas la sintezprocezon. Nuntempe, multaj literaturoj raportis la sintezon de MA kun malsamaj ŝablonoj. En la lastaj jaroj, la esplorado ĉefe koncentriĝis pri la sintezo de MA kun glukozo, sakarozo kaj amelo kiel ŝablonoj per aluminia izopropoksido en akva solvaĵo. Plejparto de ĉi tiuj MA-materialoj estas sintezitaj el aluminia nitrato, sulfato kaj alkoksido kiel aluminiaj fontoj. MA CTAB ankaŭ akiriĝas per rekta modifo de PB kiel aluminiofonto. MA kun malsamaj strukturaj propraĵoj, te Al2O3)-1, Al2O3)-2 kaj al2o3Kaj havas bonan termikan stabilecon. La aldono de surfaktant ne ŝanĝas la enecan kristalstrukturon de PB, sed ŝanĝas la stapligan reĝimon de partikloj. Krome, la formado de Al2O3-3 estas formita per la adhero de nanopartikloj stabiligitaj per organika solventa PEG aŭ agregado ĉirkaŭ PEG. Tamen, la porgrandecdistribuo de Al2O3-1 estas tre mallarĝa. Krome, paladio-bazitaj kataliziloj estis preparitaj kun sinteza MA kiel portanto.En metana brulreakcio, la katalizilo subtenata de Al2O3-3 montris bonan katalizan rendimenton.
Por la unua fojo, MA kun relative mallarĝa porograndecdistribuo estis preparita uzante malmultekostan kaj alumini-riĉan aluminian nigran skoron ABD. La produktada procezo inkluzivas eltiran procezon ĉe malalta temperaturo kaj normala premo. La solidaj partikloj lasitaj en la eltira procezo ne poluos la medion, kaj povas esti amasigitaj kun malalta risko aŭ reuzitaj kiel plenigaĵo aŭ agregaĵo en konkreta apliko. La specifa surfacareo de la sintezita MA estas 123 ~ 162 m2/g, la distribuo de pora grandeco estas mallarĝa, la pinta radiuso estas 5,3 nm, kaj la poreco estas 0,37 cm3/g. La materialo estas nano-granda kaj la kristala grandeco estas ĉirkaŭ 11nm. Solidsubstanca sintezo estas nova procezo por sintezi MA, kiu povas esti uzata por produkti radiokemian absorbilon por klinika uzo. Aluminia klorido, amonia karbonato kaj glukozo krudmaterialoj estas miksitaj en molara proporcio de 1: 1.5: 1.5, kaj MA estas sintezita per nova solidstata mekanokemia reakcio. Koncentrante 131I en termika bateria ekipaĵo, la totala rendimento de 131I post koncentriĝo estas 90. %, kaj la akirita 131I[NaI] solvo havas altan radioaktivan koncentriĝon (1.7TBq/mL), tiel realigante la uzon de grandaj dozo131I[NaI] kapsuloj por tiroida kancero-traktado.
Resume, en la estonteco, malgrandaj molekulaj ŝablonoj ankaŭ povas esti evoluigitaj por konstrui plurnivelajn ordigitajn porajn strukturojn, efike alĝustigi la strukturon, morfologion kaj surfacajn kemiajn ecojn de materialoj, kaj generi grandan surfacareon kaj ordigitan vermtruon MA. Esploru malmultekostajn ŝablonojn kaj aluminiajn fontojn, optimumigu la sintezan procezon, klarigu la sintezan mekanismon kaj gvidu la procezon.
Modifa metodo de 2 MA
La metodoj de unuforme distribuado de aktivaj komponentoj sur MA portanto inkluzivas impregnadon, surlokan sintezon, precipitaĵon, ioninterŝanĝon, mekanikan miksadon kaj fandado, inter kiuj la unuaj du estas la plej ofte uzitaj.
2.1 surloka sinteza metodo
Grupoj uzataj en funkcia modifo estas aldonitaj en la procezo de preparado de MA por modifi kaj stabiligi la skeletstrukturon de la materialo kaj plibonigi la katalizan agadon. La procezo estas montrita en Figuro 2. Liu et al. sintezis Ni/Mo-Al2O3in situ kun P123 kiel ŝablono. Kaj Ni kaj Mo estis disigitaj en ordigitaj MA-kanaloj, sen detruado de la mezopora strukturo de MA, kaj la kataliza efikeco estis evidente plibonigita. Adoptante surloke kreskometodon sur sintezita gama-al2o3substrato,Kompare kun γ-Al2O3, MnO2-Al2O3havas pli grandan BET-specifan surfacareon kaj poran volumon, kaj havas bimodan mezoporan strukturon kun mallarĝa porogranda distribuo. MnO2-Al2O3havas rapidan adsorbadon kaj altan efikecon por F-, kaj havas larĝan pH-aplikan gamon (pH=4~10), kiu taŭgas por praktikaj industriaj aplikaj kondiĉoj. La recikla agado de MnO2-Al2O3is pli bona ol tiu de γ-Al2O.Structural stabileco devas esti pli optimumigita. Resume, la MA modifitaj materialoj akiritaj per surloka sintezo havas bonan strukturan ordon, fortan interagadon inter grupoj kaj aluminaj portantoj, striktan kombinaĵon, grandan materialan ŝarĝon, kaj ne facile kaŭzas la forĵeton de aktivaj komponantoj en la kataliza reakcia procezo. , kaj la kataliza rendimento estas signife plibonigita.
Fig. 2 Preparado de funkciigita MA per surloka sintezo
2.2 impregna metodo
Mergi la pretan MA en la modifitan grupon, kaj akiri la modifitan MA-materialon post traktado, por realigi la efikojn de katalizo, adsorbado kaj similaj. Cai et al. preparis MA de P123 per sol-ĝela metodo, kaj trempis ĝin en etanolo kaj tetraetilenpentaminsolvo por akiri amino-modifitan MA-materialon kun forta adsorba agado. Krome, Belkacemi et al. trempita en ZnCl2solvo per la sama procezo por akiri ordigitajn zink-dopitajn modifitajn MA-materialojn. La specifa surfacareo kaj pora volumo estas 394m2/g kaj 0.55 cm3/g, respektive. Kompare kun la surloka sinteza metodo, la impregna metodo havas pli bonan elementon disvastigon, stabilan mezoporan strukturon kaj bonan adsorban agadon, sed la interaga forto inter aktivaj komponantoj kaj alumina portanto estas malforta, kaj la kataliza aktiveco estas facile interrompita de eksteraj faktoroj.
3 funkcia progreso
La sintezo de rara tero MA kun specialaj propraĵoj estas la evolua tendenco en la estonteco. Nuntempe, ekzistas multaj sintezaj metodoj. La procezaj parametroj influas la agadon de MA. La specifa surfacareo, pora volumo kaj pora diametro de MA povas esti ĝustigitaj per ŝablonspeco kaj aluminia antaŭkonsisto. La kalcina temperaturo kaj polimera ŝablonkoncentriĝo influas la specifan surfacareon kaj porvolumenon de MA. Suzuki kaj Yamauchi trovis, ke la kalcina temperaturo estis pliigita de 500℃ al 900℃. La aperturo povas esti pliigita kaj la surfacareo povas esti reduktita. Krome, la malofta tera modifa traktado plibonigas la aktivecon, surfacan termikan stabilecon, strukturan stabilecon kaj surfacan acidecon de MA-materialoj en la kataliza procezo, kaj renkontas la disvolviĝon de MA-funkciigo.
3.1 Senfluora Adsorbanto
La fluoro en trinkakvo en Ĉinio estas grave malutila. Krome, la pliiĝo de fluora enhavo en industria zinksulfata solvo kondukos al korodo de elektrodoplato, difekto de labormedio, malkresko de la kvalito de elektra zinko kaj malpliiĝo de la kvanto de reciklita akvo en la acidfara sistemo. kaj elektrolizoprocezo de fluidigita litforno rostanta fumgason. Nuntempe, la metodo de adsorbado estas la plej alloga inter la komunaj metodoj de malseka defluorigado. Tamen, ekzistas iuj mankoj, kiel malbona adsorba kapablo, mallarĝa disponebla pH-intervalo, malĉefa poluado ktp. Aktivigita karbono, amorfa alumino, aktivigita alumino kaj aliaj adsorbantoj estis uzataj por senfluorigado de akvo, sed la kosto de adsorbantoj estas alta, kaj la adsorba kapablo de F-en neŭtrala solvo aŭ alta koncentriĝo estas malalta. Aktivigita alumino fariĝis la plej vaste. studis adsorbanton por fluoridforigo pro ĝia alta afineco kaj selektiveco al fluorido ĉe neŭtrala pH-valoro, sed ĝi estas limigita per la malbona adsorbadkapacito. de fluoro, kaj nur ĉe pH<6 ĝi povas havi bonan fluon-adsorbadan rendimenton.MA altiris larĝan atenton en medipoluokontrolo pro sia granda specifa surfacareo, unika porogranda efiko, acido-baza agado, termika kaj mekanika stabileco. Kundu et al. preparita MA kun maksimuma fluora adsorbadkapacito de 62.5 mg/g. La fluora adsorba kapablo de MA estas multe influita de ĝiaj strukturaj trajtoj, kiel specifa surfacareo, surfacaj funkciaj grupoj, pora grandeco kaj totala pora grandeco. Alĝustigo de strukturo kaj agado de MA estas grava maniero plibonigi sian adsorban agadon.
Pro la malmola acido de La kaj la malmola bazeco de fluoro, ekzistas forta afineco inter La kaj fluoraj jonoj. En la lastaj jaroj, kelkaj studoj trovis ke La kiel modifilo povas plibonigi la adsorbadkapaciton de fluorido. Tamen, pro la malalta struktura stabileco de maloftaj teroj adsorbantoj, pli maloftaj teroj estas lesivitaj en la solvon, rezultigante sekundaran akvopoluadon kaj damaĝon al homa sano. Aliflanke, Alta koncentriĝo de aluminio en akvomedio estas unu el la venenoj al homa sano. Sekve, necesas prepari specon de komponigita adsorbanto kun bona stabileco kaj neniu lesivado aŭ malpli lesivado de aliaj elementoj en la fluora foriga procezo. MA modifita de La kaj Ce estis preparita per impregna metodo (La/MA kaj Ce/MA). maloftaj teroksidoj estis sukcese ŝarĝitaj sur MA-surfaco por la unua fojo, kiu havis pli altan malfluorigan rendimenton.La ĉefaj mekanismoj de fluoro-forigo estas elektrostatika adsorbado kaj kemia adsorbado, la elektrona altiro de surfaca pozitiva ŝargo kaj ligand-interŝanĝa reago kombinas kun surfaca hidroksilo, la hidroksila funkcia grupo sur la adsorba surfaco generas hidrogenan ligon kun F-, la modifo de La kaj Ce plibonigas la adsorban kapablon de fluoro, La/MA enhavas pli da hidroksilaj adsorbadejoj, kaj la adsorbadkapacito de F estas en la ordo de La/MA>Ce/MA>MA. Kun la pliiĝo de komenca koncentriĝo, la adsorba kapablo de fluoro pliiĝas. La adsorbada efiko estas plej bona kiam pH estas 5 ~ 9, kaj la adsorbada procezo de fluoro kongruas kun la izoterma adsorba modelo de Langmuir. Krome, la malpuraĵoj de sulfataj jonoj en alumino povas ankaŭ grave influi la kvaliton de specimenoj. Kvankam la rilata esplorado pri rara tero modifita alumino estis farita, la plej granda parto de la esplorado fokusiĝas al la procezo de adsorbanto, kiu estas malfacile uzebla industrie.En la estonteco, ni povas studi la disociación mekanismo de fluora komplekso en zinka sulfata solvaĵo. kaj la migraj trajtoj de fluoraj jonoj, akiru efikan, malmultekostan kaj renovigeblan fluoran jonon adsorbanton por malfluorigado de zinka sulfata solvaĵo en zinka hidrometalurgia sistemo, kaj establas procezkontrolan modelon. por traktado de alta fluora solvo bazita sur rara tero MA nano adsorbanto.
3.2 Katalizilo
3.2.1 Seka reformado de metano
Rara tero povas ĝustigi la acidecon (bazecon) de poraj materialoj, pliigi oksigenan vakaĵon, kaj sintezi katalizilojn kun unuforma disvastigo, nanometra skalo kaj stabileco. Ĝi estas ofte uzata por subteni noblajn metalojn kaj transirajn metalojn por katalizi la metaniĝon de CO2. Nuntempe, maloftaj teroj modifitaj mezoporaj materialoj disvolviĝas al metana seka reformado (MDR), fotokataliza degenero de VOCoj kaj vosta gasopurigo. Kompare kun noblaj metaloj (kiel Pd, Ru, Rh, ktp.) kaj aliaj transirmetaloj (kiel ekzemple). Co, Fe, ktp.), Ni/Al2O3catalyst estas vaste uzata pro sia pli alta kataliza aktiveco kaj selektiveco, alta stabileco kaj malalta kosto por metano. Tamen, la sinterizado kaj karbondemetado de Ni nanopartikloj sur la surfaco de Ni/Al2O3 kondukas al la rapida malaktivigo de la katalizilo. Tial, estas necese aldoni akcelilon, modifi katalizilan portanton kaj plibonigi preparitineron por plibonigi katalizan aktivecon, stabilecon kaj brulreziston. Ĝenerale, maloftaj teroksidoj povas esti uzataj kiel strukturaj kaj elektronikaj iniciatintoj en heterogenaj kataliziloj, kaj CeO2plibonigas la disvastigon de Ni kaj ŝanĝas la ecojn de metala Ni per forta metalsubtena interago.
MA estas vaste uzata por plibonigi la disvastigon de metaloj, kaj disponigi moderemon por aktivaj metaloj por malhelpi ilian aglomeradon. La2O3 kun alta oksigena stokado plibonigas la karbonreziston en la konverta procezo, kaj La2O3 antaŭenigas la disvastigon de Co sur mezopora alumino, kiu havas altan reformadan aktivecon kaj fortikecon. La La2O3-promotilo pliigas la MDR-aktivecon de Co/MA-katalizilo, kaj Co3O4kaj CoAl2O4fazoj formiĝas sur la katalizila surfaco. Tamen, la tre disvastigita La2O3havas malgrandajn grajnojn de 8nm~10nm. En la MDR-procezo, la surloka interagado inter La2O3 kaj CO2 formis La2O2CO3mesophase, kiu induktis la efikan eliminon de CxHy sur la katalizilsurfaco. La2O3 antaŭenigas hidrogenan redukton provizante pli altan elektronan densecon kaj plibonigante oksigenan vakecon en 10% Co/MA. La aldono de La2O3 reduktas la ŝajnan aktivigan energion de CH4konsumo. Tial,La konvertiĝo de CH4 pliiĝis al 93,7% ĉe 1073K K. La aldono de La2O3 plibonigis la katalizan aktivecon, antaŭenigis la redukton de H2, pliigis la nombron da aktivaj lokoj de Co0, produktis malpli deponitan karbonon kaj pliigis la oksigenan vakaĵon al 73,3%.
Ce kaj Pr estis apogitaj sur Ni/Al2O3katalizilo per egalvoluma impregna metodo en Li Xiaofeng. Post aldonado de Ce kaj Pr, la selektiveco al H2 pliiĝis kaj la selektiveco al CO malpliiĝis. La MDR modifita de Pr havis bonegan katalizan kapablon, kaj la selektiveco al H2 pliiĝis de 64.5% ĝis 75.6%, dum la selektiveco al CO malpliiĝis de 31.4% Peng Shujing et al. uzis sol-ĝelan metodon, Ce-modifita MA estis preparita kun aluminio izopropoksido, izopropanola solvilo kaj ceria nitrato hexahidrato. La specifa surfacareo de la produkto estis iomete pliigita. La aldono de Ce reduktis la agregadon de baston-similaj nanopartikloj sur MA-surfaco. Kelkaj hidroksilaj grupoj sur la surfaco de γ-Al2O3 estis baze kovritaj per Ce-kunmetaĵoj. La termika stabileco de MA estis plibonigita, kaj neniu kristalfaza transformo okazis post kalcinado je 1000℃ dum 10 horoj.Wang Baowei et al. pretigis MA-materialon CeO2-Al2O4per kunprecipita metodo. CeO2kun kubaj etaj grajnoj estis unuforme disigita en alumino. Post subtenado de Co kaj Mo sur CeO2-Al2O4, la interago inter alumino kaj aktiva komponento Co kaj Mo estis efike malhelpita fare de CEO2
La maloftaj teraj reklamantoj (La, Ce, y kaj Sm) estas Kombinitaj kun Co/MA-katalizilo por MDR, kaj la procezo estas montrita en fig. 3. la maloftaj teraj iniciatintoj povas plibonigi la disperson de Co sur MA portanto kaj malhelpi la aglomeradon de co-partikloj. ju pli malgranda la partiklograndeco, des pli forta la interago de Co-MA, des pli forta la kataliza kaj sinteriga kapablo en YCo/MA katalizilo, kaj la pozitivaj efikoj de pluraj iniciatintoj sur MDR-agado kaj karbondemetado.Fig. 4 estas HRTEM-iMAge post MDR-traktado je 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 dum 8 horoj. Co-partikloj ekzistas en la formo de nigraj punktoj, dum MA portantoj ekzistas en la formo de griza, kiu dependas de la diferenco de elektrondenseco. en HRTEM-bildo kun 10% Co/MA (fig. 4b), la aglomerado de Co-metalaj partikloj estas observita sur ma portantojLa aldono de malofta tero-reklamanto reduktas Co-partiklojn al 11.0nm~12.5nm. YCo/MA havas fortan Co-MA-interagon, kaj ĝia sinteriga efikeco estas pli bona ol aliaj kataliziloj. krome, kiel montrite en figoj. 4b ĝis 4f, kavaj karbonaj nanodratoj (CNF) estas produktitaj sur la kataliziloj, kiuj tenas kontakton kun gasfluo kaj malhelpas la katalizilon de malaktivigo.
Fig. 3 Efiko de rara tero aldono sur fizikaj kaj kemiaj trajtoj kaj MDR-kataliza agado de Co/MA-katalizilo
3.2.2 Maloksidiga katalizilo
Fe2O3/Meso-CeAl, Ce-dopita Fe-bazita maloksidiga katalizilo, estis preparita per oksidativa dehidrogenado de 1-buteno kun CO2 kiel mola oksidanto, kaj estis uzita en la sintezo de 1,3-butadieno (BD). Ce estis tre disvastigita en alumina matrico, kaj Fe2O3/meso estis tre disigitaFe2O3/Meso-CeAl-100 katalizilo ne nur havas tre disvastigitajn ferspecojn kaj bonajn strukturajn ecojn, sed ankaŭ havas bonan oksigenan stokkapablon, do ĝi havas bonan adsorbadon kaj aktivigan kapablon. de CO2. Kiel montrite en Figuro 5, TEM-bildoj montras, ke Fe2O3/Meso-CeAl-100 estas regula. Ĝi montras, ke la verm-simila kanala strukturo de MesoCeAl-100 estas loza kaj pora, kio estas utila al la disvastigo de aktivaj ingrediencoj, dum tre disigita Ce. estas sukcese dopita en alumina matrico. La nobla metala katalizila tega materialo renkontanta la ultra-malalta emisio-normon de motorveturiloj evoluigis poran strukturon, bonan hidroterman stabilecon kaj grandan oksigenan stokkapablon.
3.2.3 Katalizilo por Veturiloj
Pd-Rh apogis kvaternarajn alumini-bazitajn raraterajn kompleksojn AlCeZrTiOx kaj AlLaZrTiOx por akiri aŭtkatalizilajn tegmaterialojn. mezopora aluminio-bazita malofta tero-komplekso Pd-Rh/ALC povas esti sukcese uzata kiel CNG-veturila ellaspuriga katalizilo kun bona fortikeco, kaj la konverta efikeco de CH4, la ĉefa komponanto de CNG-veturila ellasgaso, estas tiel alta kiel 97.8%. Adoptu hidroterMAlan unu-paŝan metodon por prepari tiun maloftan teran kompozitan materialon por realigi mem-muntadon,Ordigitaj mezoporaj antaŭuloj kun metastabila stato kaj alta agregado estis sintezitaj, kaj la sintezo de RE-Al konformiĝis al la modelo de "kunmetita kreskunuo" , tiel realigante la purigon de aŭto-degaso post-muntita tridirekta kataliza konvertilo.
Fig. 4 HRTEM-bildoj de ma (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) kaj SmCo/MA(f)
Fig. 5 TEM-bildo (A) kaj EDS-elementa diagramo (b,c) de Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 hela rendimento
Elektronoj de raraj elementoj estas facile ekscititaj al transiro inter malsamaj energiniveloj kaj elsendas lumon. Rarateraj jonoj ofte estas uzataj kiel aktivigantoj por prepari lumineskaj materialoj. Rarteraj jonoj povas esti ŝarĝitaj sur la surfaco de kavaj mikrosferoj de aluminio fosfato per metodo de kunprecipitado kaj metodo de interŝanĝado de jonoj, kaj lumineskaj materialoj AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) povas esti preparitaj. La lumineska ondolongo estas en la proksima ultraviola regiono.MA estas farita en maldikaj filmoj pro sia inercio, malalta dielektrika konstanto kaj malalta kondukteco, kio faras ĝin aplikebla al elektraj kaj optikaj aparatoj, maldikaj filmoj, baroj, sensiloj, ktp. Ĝi ankaŭ povas. estu uzata por sentado de respondaj unudimensiaj fotonaj kristaloj, generado de energio kaj kontraŭreflektaj tegaĵoj. Ĉi tiuj aparatoj estas stakitaj filmoj kun difinita optika vojo-longo, do necesas kontroli refraktan indicon kaj dikecon. Nuntempe titan-dioksido kaj zirkonio-oksido kun alta refrakta indico kaj silicia dioksido kun malalta refrakta indico estas ofte uzataj por desegni kaj konstrui tiajn aparatojn. . La havebleca gamo de materialoj kun malsamaj surfacaj kemiaj propraĵoj estas vastigita, kio ebligas desegni altnivelajn fotonsensilojn. La enkonduko de MA kaj oksihidroksidaj filmoj en la dezajno de optikaj aparatoj montras grandan potencialon ĉar la refrakta indico estas simila al tiu de silicia dioksido.Sed la kemiaj trajtoj estas malsamaj.
3.4 termika stabileco
Kun la pliiĝo de temperaturo, sinterizado grave influas la uzan efikon de MA-katalizilo, kaj la specifa surfacareo malpliiĝas kaj γ-Al2O3in kristala fazo transformas en δ kaj θ al χ fazoj. Rarteraj materialoj havas bonan kemian stabilecon kaj termikan stabilecon, altan adapteblecon, kaj facile haveblajn kaj malmultekostajn krudaĵojn. La aldono de maloftaj teraj elementoj povas plibonigi la termikan stabilecon, alttemperaturan oksidigan reziston kaj mekanikajn proprietojn de la portanto, kaj ĝustigi la surfacan acidecon de la portanto.La kaj Ce estas la plej ofte uzataj kaj studitaj modifaj elementoj. Lu Weiguang kaj aliaj trovis, ke la aldono de maloftaj elementoj efike malhelpis la amasan disvastigon de aluminaj partikloj, La kaj Ce protektis la hidroksilgrupojn sur la surfaco de alumino, malhelpis sinteradon kaj fazan transformon, kaj reduktis la damaĝon de alta temperaturo al mezopora strukturo. . La preta alumino ankoraŭ havas altan specifan surfacareon kaj poran volumon. Tamen tro multe aŭ tro malmulte da rara tero-elemento reduktos la termikan stabilecon de alumino. Li Yanqiu et al. aldonis 5% La2O3to γ-Al2O3, kiu plibonigis la termikan stabilecon kaj pliigis la poran volumon kaj specifan surfacareon de alumina portanto. Kiel videblas el Figuro 6, La2O3aldonita al γ-Al2O3,Plibonigi la termikan stabilecon de rara tero kunmetaĵo portanto.
En la procezo de dopado de nano-fibrozaj partikloj kun La al MA, la BET-surfacareo kaj pora volumo de MA-La estas pli altaj ol tiuj de MA kiam la varmotraktadtemperaturo pliiĝas, kaj dopado kun La havas evidentan malfruigan efikon sur sinterizado je alta. temperaturo. kiel montrite en fig. 7, kun la kresko de temperaturo, La malhelpas la reagon de greno kresko kaj fazo transformo, dum figoj. 7a kaj 7c montras la amasiĝon de nano-fibraj partikloj. en fig. 7b, la diametro de grandaj partikloj produktitaj per kalcinado je 1200℃ estas ĉirkaŭ 100nm. Ĝi markas la signifan sinteradon de MA. Krome, kompare kun MA-1200, MA-La-1200 ne agregas post varma traktado. Kun la aldono de La, nano-fibraj partikloj havas pli bonan sinterkapablon. eĉ ĉe pli alta kalcinadtemperaturo, dopita La daŭre estas tre disigita sur MA-surfaco. La modifita MA povas esti uzata kiel portanto de Pd-katalizilo en C3H8-oksidada reago.
Fig. 6 Struktura modelo de sinteriza alumino kun kaj sen rarateraj elementoj
Fig. 7 TEM-bildoj de MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) kaj MA-La-1200 (d)
4 Konkludo
La progreso de preparado kaj funkcia apliko de rara tero modifita MA-materialoj estas lanĉita. Rara tero modifita MA estas vaste uzata. Kvankam multe da esplorado estis farita en kataliza apliko, termika stabileco kaj adsorbado, multaj materialoj havas altan koston, malaltan dopan kvanton, malbonan ordon kaj estas malfacile industriigeblaj. La sekva laboro devas esti farita en la estonteco: optimumigi la konsiston kaj strukturon de rara tero modifita MA, elektu la taŭgan procezon, Renkontu la funkcian disvolviĝon; Establi procezkontrolan modelon bazitan sur funkcia procezo por redukti kostojn kaj realigi industrian produktadon; Por maksimumigi la avantaĝojn de ĉinaj maloftaj teraj rimedoj, ni devas esplori la mekanismon de modifo de maloftaj tero MA, plibonigi la teorion kaj procezon de preparado de rara tero modifita MA.
Fund Project: Shaanxi Science and Technology Overall Innovation Project (2011KTDZ01-04-01); Ŝanŝjia Provinco 2019 Speciala Scienca Esplora Projekto (19JK0490); 2020 speciala scienca esplorprojekto de Huaqing College, Xi 'an Universitato de Arkitekturo kaj Teknologio (20KY02)
Fonto: Rara Tero
Afiŝtempo: Jul-04-2022