A ritkaföldfém módosított mezopórusos alumínium -oxid alkalmazása

A nem számtalan oxidok közül az alumínium-oxidnak jó mechanikai tulajdonságai vannak, magas hőmérsékletű ellenállás és korrózióállóság, míg a mezopórusos alumínium-oxid (MA) állítható pórusméret, nagy specifikus felület, nagy pórusmennyiség és alacsony termelési költségek, amelyeket széles körben használnak a katalízisben, az ellenőrzött gyógyszer-felszabadulásban, az adszorpcióban és más mezőkhöz, például a repedések, hidrokrakkálás és a hidrogénfogyasztásban. az iparban általában használják, de közvetlenül befolyásolja az alumínium -oxid aktivitását, a katalizátor szolgálati életét és szelektivitását. Például a gépjármű -kipufogógáz tisztításának folyamatában a motorolaj -adalékanyagokból származó lerakódott szennyező anyagok kokszot képeznek, ami a katalizátor pórusok elzáródásához vezet, ezáltal csökkentve a katalizátor aktivitását. A felületaktív anyag felhasználható az alumínium -oxid -hordozó szerkezetének beállításához a katalitikus teljesítményének kialakításához.

Az MA-nak kényszerhatása van, és az aktív fémeket a magas hőmérsékletű kalcináció után deaktiválják. Ezenkívül a magas hőmérsékletű kalcináció után a mezopórusos szerkezet összeomlik, az MA csontváz amorf állapotban van, és a felület savassága nem felel meg annak követelményeinek a funkcionalizáció területén. Módosítási kezelésre van szükség a katalitikus aktivitás, a mezopórusos szerkezet stabilitásának, a felületi hőstabilitásának és az MA anyagok felszíni savtartalmának javításához. A módosító csoportok közé tartozik a fém heteroatomok (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr stb.) És fém -oxidok (Tio2, Nio, Co3o4, Cuo, Cuo, Cu2o, Cu2o, Re2o7, stb.) csontváz.

A ritkaföldfémek elemeinek speciális elektronkonfigurációja miatt vegyületei speciális optikai, elektromos és mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, és katalitikus anyagokban, fotoelektromos anyagokban, adszorpciós anyagokban és mágneses anyagokban használják. A ritkaföldfém módosított mezopórusos anyagok beállíthatják a sav (lúg) tulajdonságát, növelhetik az oxigén üresedését és szintetizálhatják a fém nanokristályos katalizátort egyenletes diszperzióval és stabil nanométer skálával. Megfelelő porózus anyagok és ritkaföldfémek javíthatják a fém nanokristályok felületi diszperzióját, valamint a katalizátorok stabilitási és szén -dioxid -lerakódási ellenállását. Ebben a cikkben az MA ritkaföldfémek módosítását és funkcionalizálását vezetik be a katalitikus teljesítmény, a hőstabilitás, az oxigén tárolókapacitásának, a specifikus felület és a pórusszerkezet javítása érdekében.

1 MA előkészítés

1.1 alumínium -oxid -hordozó előkészítése

Az alumínium-oxid hordozó előkészítési módja meghatározza annak pórusszerkezet-eloszlását, és általános előkészítési módszerei között szerepel az ál-boehmit (PB) dehidrációs módszer és a SOL-GEL módszer. Először a Calvet által javasolták a pszeudoboehmite-t (PB), és a H+elősegítette a peptizációt, hogy γ-alooh-kolloid PB-t kapjon, amely rétegek közbenső vizet tartalmaz, amelyet magas hőmérsékleten kalcináltak és kiszáradtak, hogy alumínium-oxidot képezzünk. A különféle alapanyagok szerint gyakran felosztják a csapadék módszerére, a karbonizációs módszerre és az alkoholszaluminum hidrolízis módszerre.

A PB -t általában csapadék módszerrel állítják elő. Az alkálnát aluminát -oldatba adjuk, vagy savat adunk aluminát oldatba, és kicsapjuk, hogy hidratált alumínium -oxidot (lúgos csapadékot) kapjunk, vagy savat adunk az aluminát csapadékhoz, hogy alumínium -oxid -monohidrátot kapjunk, amelyet ezután mostunk, szárítunk és kalcinálunk a PB előállításához. A csapadék módszere könnyen kezelhető és alacsony költségekkel jár, amelyet gyakran használnak az ipari termelésben, de számos tényező befolyásolja (oldat pH, koncentráció, hőmérséklet stb.), És ez a feltétel a jobb diszpergálhatóságú részecskék előállításához szigorú. A karbonizációs módszernél az AL (OH) 3IS -t, amelyet a CO2AND NAALO2 és a PB reakciójával nyertek, az öregedés után kaphatók. Ennek a módszernek az egyszerű működésének, a magas termékminőségnek, a szennyezésnek és az alacsony költségeknek a előnyei vannak, és magas katalitikus aktivitással, kiváló korrózióállósággal és magas specifikus felületekkel, alacsony beruházásokkal és magas hozamú felületekkel képesek előállítani. Az alumínium-alkoxid hidrolízis módszerét gyakran használják a nagy puritású PB előkészítésére. Az alumínium-alkoxidot hidrolizáljuk, így alumínium-oxid-monohidrátot képeznek, majd úgy kezelik, hogy nagy puritási PB-t kapjanak, amelynek jó kristályossággal, egyenletes részecskemérettel, koncentrált pórusméret-eloszlással és a gömb alakú részecskék nagy integritásával rendelkezik. A folyamat azonban bonyolult, és bizonyos mérgező szerves oldószerek használata miatt nehéz helyreállni.

Ezenkívül a szervetlen sókat vagy a fémek szerves vegyületeit általában használják az alumínium-oxid prekurzorok Sol-Gel módszerrel történő előállításához, és tiszta vizet vagy szerves oldószereket adnak hozzá, hogy megoldásokat készítsenek a SOL előállításához, amelyet ezután gélesítettek, szárítottak és pörkölnek. Jelenleg az alumínium-oxid előkészítési folyamata továbbra is javul a PB dehidrációs módszer alapján, és a karbonizációs módszer az ipari alumínium-oxid-termelés fő módszerévé vált a gazdaság és a környezetvédelem miatt. A Sol-Gel módszer által előállított alumínium-oxid nagy figyelmet fordított az egységesebb pórusméret-eloszlás miatt, ami potenciális módszer, de javítani kell az ipari alkalmazásokra.

1.2 MA előkészítés

A hagyományos alumínium-oxid nem felel meg a funkcionális követelményeknek, ezért elő kell készíteni a nagy teljesítményű MA-t. A szintézis módszerei általában a következőket foglalják magukban: nano-adagolási módszer szénformával kemény sablonként; Az SDA szintézise: párolgás által kiváltott öngyűjtési folyamat (EISA) lágy sablonok, például SDA és más kationos, anionos vagy nemionos felületaktív anyagok jelenlétében.

1.2.1 EISA folyamat

A lágy sablont savas állapotban használják, amely elkerüli a kemény membrán módszer bonyolult és időigényes folyamatát, és megvalósíthatja a rekesz folyamatos modulálását. Az MA EISA általi előkészítése nagy figyelmet fordított a könnyű rendelkezésre állása és reprodukálhatósága miatt. Különböző mezopórusos szerkezetek készülhetnek. Az MA pórusméretét úgy lehet beállítani, hogy megváltoztatja a felületaktív anyag hidrofób lánchosszát, vagy beállíthatja a hidrolízis katalizátor moláris arányát az alumínium prekurzorra az oldatban. Ezért az EISA, más néven egylépéses szintézis és módosító szol-gél módszer, például a nagy felületű, és rendelt mesopos aluminát (OMA-t) alkalmaztak, különféle lágy templomokhoz, például P123, f127, f127, f127, f127, f127, f127, f127, f127, f127, f127, f127. Trietanolamin (tea) stb. Az EISA helyettesítheti az organoumuminum prekurzorok, például alumínium-alkoxidok és felületaktív anyagok, az alumínium-izopropoxid és a p123 felületaktív anyagok együttes összeállítási folyamatát. Az EISA sikeres fejlesztésének sikeres kidolgozásához a hydrolysis és a kondenzációs kinetikusok kidolgozásához szükséges. felületaktív micellák Sol -ban.

Az EISA eljárás során a nemvizes oldószerek (például etanol) és a szerves komplexáló szerek használata hatékonyan lelassíthatja a szervesumuminum prekurzorok hidrolízisét és kondenzációs sebességét, és indukálhatja az OMA anyagok, például Al (OR) 3 és alumínium-izopoxid önszerelését. A nemvizes illékony oldószerekben azonban a felületaktív anyagok sablonjai általában elveszítik hidrofilitásukat/hidrofób képességüket. Ezenkívül a hidrolízis és a polikondenzáció késleltetése miatt a közbenső termék hidrofób csoportja van, ami megnehezíti a felületaktív anyag sablonjával való kölcsönhatást. Csak akkor, ha a felületaktív anyag koncentrációja, valamint az alumínium hidrolízisének és polikondenzációjának foka fokozatosan növekszik az oldószer elpárologtatásának folyamatában. A sablon és az alumínium öngyűjtése megtörténhet. Ezért számos olyan paraméter, amely befolyásolja az oldószerek párolgási körülményeit, valamint a prekurzorok, például a hőmérséklet, a relatív páratartalom, a katalizátor, az oldószer párolgási sebességét stb. Hidrolízis és kondenzációs reakcióját stb., Befolyásolja a végső összeszerelési struktúrát. Amint az ábrán látható. Az 1, az OMA nagy hőstabilitású és nagy katalitikus teljesítményű OMA anyagokat szolvotermikus segített párologtatás indukált önszereléssel (SA-EISA) szintetizáltuk. A szolvotermikus kezelés elősegítette az alumínium prekurzorok teljes hidrolízisét, hogy kicsi méretű klaszter-alumínium-hidroxilcsoportokat képezzen, amelyek javították a felületaktív anyagok és az alumínium közötti kölcsönhatást. TWO-dimenziós hatszögletű mezofázis képződött az EISA-eljárás során, és 400 ℃-en kalcináltak, hogy OMA anyagot képezzenek. A hagyományos EISA -eljárás során a párolgási eljárást az organouminum prekurzor hidrolízisének kíséri, így a párolgási körülmények fontos hatással vannak az OMA reakciójára és végső szerkezetére. A szolvotermikus kezelési lépés elősegíti az alumínium prekurzor teljes hidrolízisét, és részben kondenzált klaszterrel ellátott alumínium -hidroxilcsoportokat eredményez. A hagyományos EISA módszerrel előállított MA-val összehasonlítva az SA-EISA módszerrel előállított OMA magasabb pórusmennyiséggel, jobb specifikus felületgel és jobb hőstabilitással rendelkezik. A jövőben az EISA módszer felhasználható az ultra-nagy rekesz MA előkészítésére, magas konverziós sebességgel és kiváló szelektivitással a remizáló szer használata nélkül.

1. ábra Az SA-EISA módszer folyamatábrája az OMA anyagok szintetizálására

1.2.2 Egyéb folyamatok

A hagyományos MA -készítményhez a szintézis paraméterek pontos ellenőrzése szükséges a tiszta mezopórusos szerkezet elérése érdekében, és a sablon anyagok eltávolítása szintén kihívást jelent, ami bonyolítja a szintézis folyamatot. Jelenleg sok irodalom beszámolt a MA szintéziséről különböző sablonokkal. Az utóbbi években a kutatás elsősorban az MA glükóz, szacharóz és keményítővel történő szintézisére összpontosított, mint alumínium -izopropoxiddal, vizes oldatban. Ezen MA anyagok többségét alumínium -nitrátból, szulfátból és alkoxidból szintetizálják alumíniumforrásokból. A MA CTAB -t a PB közvetlen módosításával, mint alumínium forrásként is kapjuk. A különböző szerkezeti tulajdonságokkal rendelkező MA, azaz Al2O3) -1, Al2O3) -2 és Al2O3and jó hőstabilitással rendelkezik. A felületaktív anyag hozzáadása nem változtatja meg a PB velejáró kristályszerkezetét, hanem megváltoztatja a részecskék egymásra rakási módját. Ezenkívül az AL2O3-3 képződését a nanorészecskék adhéziójával képezzük, amelyet szerves oldószer PEG vagy a PEG körüli aggregációval stabilizált. Az Al2O3-1 pórusméret-eloszlása ​​azonban nagyon keskeny. Ezenkívül a palládium-alapú katalizátorokat szintetikus MA-val készítettük hordozóként. A metán égési reakcióban az Al2O3-3 által támogatott katalizátor jó katalitikus teljesítményt mutatott.

Első alkalommal a viszonylag keskeny pórusméret-eloszlású MA-t olcsó és alumíniumban gazdag alumínium fekete salak ABD-vel készítették. A termelési folyamat magában foglalja az extrahálási folyamatot alacsony hőmérsékleten és normál nyomáson. Az extrahálási folyamatban maradt szilárd részecskék nem szennyezik a környezetet, és alacsony kockázatú vagy újból felhasználhatók töltőanyagként vagy adalékanyagként felhasználhatók. A szintetizált MA specifikus felülete 123 ~ 162m2/g, a pórusméret eloszlása ​​keskeny, a csúcs sugara 5,3 nm, a porozitás 0,37 cm3/g. Az anyag nano méretű, a kristály mérete körülbelül 11 nm. A szilárdtest szintézis egy új eljárás az MA szintetizálására, amely felhasználható radiokémiai abszorpciós klinikai felhasználásra. Az alumínium-kloridot, az ammónium-karbonátot és a glükóz nyersanyagokat 1: 1,5: 1,5 moláris arányban keverjük össze, és az MA-t egy új szilárdtest mechanokémiai reakcióval szintetizálják. nagy dózisú131I [NAI] kapszulák pajzsmirigyrák kezelésére.

Összefoglalva: a jövőben kis molekuláris sablonok is kidolgozhatók a többszintű rendezett pórusszerkezetek felépítésére, az anyagok szerkezetének, morfológiájának és felületi kémiai tulajdonságainak hatékony beállításához, valamint a nagy felület előállításához, valamint a rendelt féreglyuk MA-t. Fedezze fel az olcsó sablonokat és az alumíniumforrásokat, optimalizálja a szintézis folyamatot, tisztázza a szintézis mechanizmust és irányítsa a folyamatot.

2 mA módosítási módszere

Az aktív komponensek egyenletesen elosztási módszerei az MA hordozón magukban foglalják az impregnálást, az in situ synthe-sis-t, a csapadékot, az ioncserét, a mechanikus keverést és az olvadást, amelyek között az első kettő a leggyakrabban használható.

2.1 In situ szintézis módszer

A funkcionális módosításban használt csoportokat hozzáadják az MA előkészítéséhez az anyag csontváz szerkezetének módosítására és stabilizálására, valamint a katalitikus teljesítmény javítására. A folyamatot a 2. ábra mutatja. Liu et al. Szintetizált Ni/Mo-AL2O3in situ, p123-mal sablonként. Mind az Ni, mind a MO -t a rendezett MA csatornákban szétszóródtak, anélkül, hogy megsemmisítették az MA mezopórusos szerkezetét, és a katalitikus teljesítmény nyilvánvalóan javult. In-situ növekedési módszer alkalmazása egy szintetizált gamma-al2O3Substrate-nál, összehasonlítva a γ-al2O3-hoz, az MNO2-AL2O3HA-kkal nagyobb BET-specifikus felület és pórusmennyiség, és bimodális mezopórusos szerkezetű, keskeny pórusméret-eloszlással. Az MNO2-AL2O3HAS gyors adszorpciós sebessége és nagy hatékonysága az F- esetében, és széles pH-alkalmazási tartományban (PH = 4 ~ 10), amely alkalmas a gyakorlati ipari alkalmazási feltételekhez. Az mno2-al2O3I-k újrahasznosítási teljesítményét jobban kell, mint a γ-AL2O-t. A strukturális stabilitást tovább kell optimalizálni. Összefoglalva: az in situ szintézissel kapott MA módosított anyagok jó szerkezeti sorrendben, a csoportok és az alumínium-oxid-hordozók közötti erős kölcsönhatás, a szoros kombináció, a nagy anyagterhelés, és nem könnyű okozni az aktív komponensek eloszlatását a katalitikus reakció folyamatában, és a katalitikus teljesítmény jelentősen javul.

2. ábra A funkcionalizált MA előkészítése in situ szintézissel

2.2 impregnálási módszer

Az előkészített MA -t a módosított csoportba merítve, és a módosított MA anyag megszerzése a kezelés után, hogy megvalósítsa a katalízis, az adszorpció és hasonlók hatásait. Cai et al. előkészített MA a P123-ból Sol-Gel módszerrel, és etanol és tetraetilénepentamin oldatban áztatta, hogy amino módosított MA anyagot kapjon, erős adszorpciós teljesítményű. Ezenkívül Belkacemi et al. Ugyanazon eljárással belemerítve a ZnCl2 -oldation -ba, hogy a rendezett cink -adalékolt MA anyagokat megkapjuk. A specifikus felület és a pórus térfogata 394 m2/g és 0,55 cm3/g. Az in situ szintézis módszerrel összehasonlítva az impregnálási módszer jobb elem diszperzióval, stabil mezopórusos szerkezetgel és jó adszorpciós teljesítménygel rendelkezik, de az aktív komponensek és az alumínium-oxid hordozó közötti interakciós erő gyenge, és a katalitikus aktivitást külső tényezők könnyen beavatkozhatják.

3 Funkcionális haladás

A ritkaföldföld MA -nak a speciális tulajdonságokkal rendelkező szintézise a jövőbeni fejlesztési tendencia. Jelenleg számos szintézis módszer létezik. A folyamatparaméterek befolyásolják az MA teljesítményét. Az MA fajlagos felületét, pórusmennyiségét és pórusátmérőjét sablon típusával és alumínium prekurzor összetételével állíthatjuk be. A kalcinációs hőmérséklet és a polimer sablon koncentrációja befolyásolja az MA specifikus felületét és pórusmennyiségét. Suzuki és Yamauchi megállapította, hogy a kalcinációs hőmérsékletet 500 ℃ -ről 900 ℃ -re növeljük. A rekesz növelhető és a felület csökkenthető. Ezenkívül a ritkaföldfémek módosítási kezelése javítja az MA anyagok aktivitását, a felületi hőstabilitást, a szerkezeti stabilitást és a felszíni savtartalmat a katalitikus folyamatban, és megfelel az MA funkcionalizálásának kialakulásának.

3.1 Defluorináció adszorbens

A kínai ivóvíz fluorja súlyosan káros. Ezenkívül az ipari cink -szulfát -oldatban a fluortartalom növekedése az elektródlemez korróziójához, a munkakörnyezet romlásához, az elektromos cink minőségének csökkenéséhez és az újrahasznosított víz mennyiségének csökkenéséhez vezet a savkészítő rendszerben, valamint a fluidizált ágykemencék elektrolízis folyamatát. Jelenleg az adszorpciós módszer a legvonzóbb a nedves defluorizáció általános módszerei között. Mindazonáltal vannak olyan hiányosságok, mint például a rossz adszorpciós kapacitás, a rendelkezésre álló keskeny pH -tartomány, a másodlagos szennyezés és így tovább. Az aktivált szén, amorf alumínium-oxid, aktivált alumínium-oxid és más adszorbensek felhasználhatók a víz defluorizálására, de az adszorbensek költségei magas, és az F-in semleges oldat adszorpciós képessége, vagy a magas koncentráció alacsony, a legszélesebb körben vizsgált, de a fluorid eltávolításának adszorbens, de a florbens eltávolítása miatt, de a florbens eltávolítása miatt, de az oldat, de az oldat, de az oldat, de az oldat, de az oldat, de A fluorid rossz adszorpciós képessége, és csak pH <6 esetén lehet jó fluorid adszorpciós teljesítménye. Kundu et al. előkészített MA, maximális fluor adszorpciós kapacitással 62,5 mg/g. Az MA fluor -adszorpciós képességét nagymértékben befolyásolja annak szerkezeti jellemzői, mint például a specifikus felület, a felületi funkcionális csoportok, a pórusméret és a teljes pórusméret. Az MA szerkezetének és teljesítményének kiigazítása fontos módszer az adszorpciós teljesítmény javítására.

Az LA kemény savja és a fluor kemény bázikussága miatt erős affinitás van az LA és a fluor -ionok között. Az utóbbi években néhány tanulmány kimutatta, hogy az LA mint módosító javíthatja a fluorid adszorpciós képességét. A ritkaföldfémek adszorbensek alacsony szerkezeti stabilitása miatt azonban a ritkaföldfémeket kimosódják az oldatba, ami másodlagos vízszennyezést és az emberi egészség károsodását eredményezi. Másrészt az alumínium magas koncentrációja a vízkörnyezetben az emberi egészség egyik mérege. Ezért el kell készíteni egyfajta kompozit adszorbens -t, jó stabilitással, és nincs más elem kimosódása vagy kevésbé kimosódása a fluor eltávolítási folyamatban. Az LA -val módosított MA -t impregnálási módszerrel (LA/MA és CE/MA) készítettük. A ritkaföldfém-oxidokat először sikeresen betöltötték az MA felületére, amelynek nagyobb a defluorációs teljesítménye. A fluor eltávolításának fő mechanizmusai az elektrosztatikus adszorpció és a kémiai adszorpció, a felület pozitív töltésének és a ligandumcserélő reakcióhoz kombinálódnak a felszíni hidroxil-szerkesztéssel, az adszorbens felületet generálják az adagolókkal, és az adszorbens felületet generálják, és az adszorbens felületet generálják, és az adszorbens felületet elősegíti az adagolást, és A fluor, az LA/Ma kapacitása több hidroxil -adszorpciós helyeket tartalmaz, és az F adszorpciós képessége La/Ma> CE/Ma> Ma sorrendjében van. A kezdeti koncentráció növekedésével növekszik a fluor adszorpciós képessége. Az adszorpciós hatás a legjobb, ha a pH 5 ~ 9, és a fluor adszorpciós folyamata megegyezik a langmuir izotermikus adszorpciós modellel. Ezenkívül a szulfát -ionok szennyeződései az alumínium -oxidban szintén jelentősen befolyásolhatják a minták minőségét. Noha a ritkaföldfémek módosított alumínium-oxiddal kapcsolatos kapcsolódó kutatásait elvégezték, a kutatás nagy része az adszorbens folyamatára összpontosít, amelyet nehéz ipari módon használni. A jövőben tanulmányozhatjuk a cink-szulfát oldatban a cink-szulfát oldat disszociációs mechanizmusát, valamint a ZINC-benzin-adórina migrációs jellemzőit, amelyek hatékony, alacsony cost és megújuló fluorfluorfluor-adagporterületet kapunk a ZINC-ben. Hidrometallurgia rendszer, és hozzon létre egy folyamatkontroll modellt a magas fluoroldat kezelésére a ritkaföldfém nano adszorbens alapján.

3.2 Katalizátor

3.2.1 A metán száraz reformja

A ritkaföldfémek beállíthatják a porózus anyagok savasságát (bázicitását), növelik az oxigén üresedését és szintetizálhatják a katalizátorokat egyenletes diszperzióval, nanométer skálával és stabilitással. Gyakran használják a nemesfémek és az átmeneti fémek támogatására a CO2 metanációjának katalizálására. Jelenleg a ritkaföldfémek módosított mezopórusos anyagok a metán száraz reformálás (MDR), a VOC -k fotokatalitikus lebomlása és a farokgáztisztítás szempontjából nemesfémekkel (például PD, RH, RH stb.) És más átmeneti fémekkel (például CO, Fe stb.) A ni nanorészecskék szinterelése és szénlerakódása azonban a Ni/Al2O3Lead felületén a katalizátor gyors deaktiválására. Ezért hozzá kell adni a gyorsítót, módosítani a katalizátor hordozót és javítani az előkészítési útvonalat a katalitikus aktivitás, a stabilitás és a perzselő ellenállás javítása érdekében. Általánosságban a ritkaföldfém -oxidok felhasználhatók szerkezeti és elektronikus promóterekként heterogén katalizátorokban, és a CEO2I2 továbbfejleszti a NI diszperzióját, és megváltoztatja a fém Ni tulajdonságait erős fémtámogatási kölcsönhatás révén.

Az MA -t széles körben használják a fémek diszperziójának fokozására, és az aktív fémek visszafogását biztosítják az agglomeráció megelőzése érdekében. Az LA2O3 nagy oxigén -tárolási kapacitással javítja a szén -dioxid -ellenállást az átalakítási folyamatban, és az LA2O3promoták a CO diszperzióját a mezopórusos alumínium -oxidban, amelynek magas reformáló tevékenysége és ellenálló képessége van. Az LA2O3Promoter növeli a Co/MA katalizátor MDR aktivitását, és a Co3O4 és a Coal2O4fázok képződnek a katalizátor felületén. Az MDR eljárás során a LA2O3 és a CO2-vel formált LA2O2CO3Mesofáz közötti in situ kölcsönhatás, amely a CXHY tényleges eliminációját indukálta a katalizátor felületén. Az LA2O3Promotes hidrogéncsökkentés nagyobb elektronsűrűség biztosításával és az oxigén üresedésének fokozásával 10%CO/MA -ban. Az LA2O3 -as hozzáadása a CH4Consion látszólagos aktivációs energiáját redukálja. Ezért a CH4 -es konverziós arány 93,7% -ra 1073K K -nál. A LA2O3 -as hozzáadása a katalitikus aktivitással elősegítette a H2 csökkenését, növelte a CO0 aktív helyek számát, kevesebb lerakódott szénet termelt és az oxigén üresedését 73,3% -ra növelte.

A CE -t és a PR -t Ni/AL2O3Catalyst -en támogatjuk azonos térfogat -impregnálási módszerrel a Li Xiaofengben. A CE és a PR hozzáadása után a szelektivitás a H2Inceled -hez és a szelektivitás CO -hoz csökkent. A PR által módosított MDR kiváló katalitikus képességgel bírt, és a H2 -tól 64,5% -ról 75,6% -ra szelektivitás, míg a CO szelektivitása 31,4% -ról Peng Shujing et al. Használt Sol-GEL-módszert, a CE-módosított MA-t alumínium-izopropoxiddal, izopropanol-oldószerrel és cérium-nitrát-hexahidráttal készítettük. A termék specifikus felülete kissé megnőtt. A CE hozzáadása csökkentette a rúdszerű nanorészecskék aggregációját az MA felületén. Néhány hidroxilcsoport a γ-al2O3 felületén alapvetően CE-vegyületek borítják. Az MA termikus stabilitását javítottuk, és nem történt kristályfázis -transzformáció a kalcinálás után 1000 ℃ 10 órán keresztül. Wang Baowei et al. Készített MA anyag CEO2-AL2O4BY Coprecipititációs módszer. A CEO2 -vel a köbös apró szemcsékkel egyenletesen szétszóródtak az alumínium -oxidban. A CO és MO támogatása után a CEO2-AL2O4-en, az alumínium-oxid és az aktív komponens CO és MO közötti kölcsönhatást a CEO2 hatékonyan gátolta.

A ritkaföldfémek promótereit (LA, CE, Y és SM) kombinálják az MDR CO/MA katalizátorával, és a folyamatot az ábra mutatja. 3. A ritkaföldfémek promóterek javíthatják a CO diszperzióját az MA hordozón, és gátolhatják a CO -részecskék agglomerációját. Minél kisebb a részecskeméret, annál erősebb a CO-MA kölcsönhatás, annál erősebb az YCO/MA katalizátor katalitikus és szinterációs képessége, valamint számos promóter pozitív hatása az MDR aktivitásra és a szénlerakódásra. A 4 a HRTEM kép az MDR kezelés után 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3,1 8 órán át. A CO -részecskék fekete foltok formájában léteznek, míg az MA hordozók szürke formájában léteznek, ami az elektronsűrűség különbségétől függ. A 10%CO/MA -val rendelkező HRTEM képen (4B. Ábra) a CO fémrészecskék agglomerációját megfigyelték az MA hordozókon, a ritkaföldfém promoter hozzáadása a CO -részecskéket 11,0 nm ~ 12,5 nm -re csökkenti. Az YCO/MA erős Co-MA interakcióval rendelkezik, és a szinterelési teljesítménye jobb, mint más katalizátorok. Ezenkívül, amint az a 2. ábrán látható. A 4B - 4F, az üreges szén nanoszálakat (CNF) a katalizátorokon állítják elő, amelyek érintkeznek a gázáramlással, és megakadályozzák a katalizátor deaktiválását.

3. ábra: A ritkaföldfém hozzáadásának hatása a fizikai és kémiai tulajdonságokra, valamint a CO/MA katalizátor MDR katalitikus teljesítményére

3.2.2 deoxidációs katalizátor

A Fe2O3/Meso-Ceal-t, a CE-adalékolt Fe-alapú dezoxidációs katalizátort, az 1-butén oxidatív dehidrogénezésével állítottuk elő CO2AS lágy oxidálószerrel, és az 1,3-butadién (BD) szintézisében felhasználtuk. A CE-t erősen diszpergáltuk az alumínium-oxid mátrixban, és a Fe2O3/Meso nagyon diszpersedFe2O3/MESO-CAL-100 katalizátorral nemcsak nagy diszpergált vasfajokkal és jó szerkezeti tulajdonságokkal rendelkezik, hanem jó oxigén tárolókapacitással is rendelkezik, tehát jó adszorpciós és aktiválási képességgel rendelkezik a CO2. Amint az az 5. ábrán látható, a TEM-képek azt mutatják, hogy a Fe2O3/Meso-CEAL-100 rendszeres azt mutatja, hogy a Mesoceal-100 féregszerű csatornaszerkezete laza és porózus, ami előnyös a hatóanyagok diszperziója szempontjából, míg az erősen diszpergált CE sikeresen adalékolt az alumínium-mátrixban. A nemesi fémkatalizátor bevonó anyag, amely megfelel a gépjárművek rendkívül alacsony kibocsátási standardjának, kifejlesztette a pórusszerkezetet, a jó hidrotermális stabilitást és a nagy oxigén tárolókapacitást.

3.2.3 A járművek katalizátora

A PD-RH támogatta a kvaterner alumínium alapú ritkaföldfémek komplexeit, az Alcezrtiox és az Allazrtiox-ot, hogy autó katalizátor bevonó anyagokat kapjanak. A mezopórusos alumínium-alapú ritkaföldfém-komplex PD-RH/ALC sikeresen felhasználható CNG jármű kipufogógáz-tisztító katalizátoraként, jó tartóssággal, és a CH4, a CNG jármű kipufogógáz fő alkotóeleme, a CH4 konverziós hatékonysága, akár 97,8%. Hidrotermális egylépéses módszert alkalmazzon annak előkészítésére, hogy a ritkaföldfémek MA kompozit anyagát az öngyűjtés megvalósításához, a metastabil állapotú és nagy aggregációval rendelkező mezopórus prekurzorokat szintetizálják, és az újrahasznosított háromirányú katalitikum-átalakító tisztításának megvalósítását felismerjük.

4. ábra A MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) és SMCO/MA (F) képei.

5. ábra A FE2O3/MESO-CAL-100 TEM kép (A) és EDS elemdiagramja (B, C)

3.3 Világító teljesítmény

A ritkaföldfémek elemeinek elektronjai könnyen izgatottak, hogy átmenetet kapjanak a különböző energiaszintek között és fényt bocsátanak ki. A ritkaföldfém -ionokat gyakran aktivátorként használják a lumineszcens anyagok előállításához. A ritkaföldfém -ionok betölthetők az alumínium -foszfát -üreges mikrogömbök felületére Coprecipititációs módszerrel és ioncserélő módszerrel, és az alpo4∶re (la, ce, pr, nd) lumineszcens anyagok elkészíthetők. A lumineszcens hullámhossz a közeli ultraibolya régióban van. AMA vékony fóliákká, tehetetlensége, az alacsony dielektromos állandó és az alacsony vezetőképesség miatt készül, ami alkalmazhatóvá teszi az elektromos és optikai eszközökre, a vékony fóliákra, a gátakra, az érzékelőkre stb. Ezek az eszközök halmozott filmek, amelyek határozott optikai úthosszúak, ezért ellenőrizni kell a refrakciós indexet és a vastagságot. A jelen, a titán -dioxid és a cirkónium -oxid, nagy törésmutatóval és szilícium -dioxiddal, alacsony törésmutatóval gyakran használják az ilyen eszközök megtervezéséhez és felépítéséhez. A különféle felületi kémiai tulajdonságokkal rendelkező anyagok elérhetősége kibővül, ami lehetővé teszi a fejlett fotonérzékelők megtervezését. Az MA és oxi -hidroxid filmek bevezetése az optikai eszközök tervezésében nagy potenciált mutat, mivel a törésmutató hasonló a szilícium -dioxidhoz. De a kémiai tulajdonságok eltérőek.

3.4 Hőstabilitás

A hőmérséklet növekedésével a szinterelés súlyosan befolyásolja az MA katalizátor felhasználási hatását, és a specifikus felület csökken, és a γ-al2O3in kristályos fázis δ-re és θ-re transzformálódik. A ritkaföldfémi anyagok jó kémiai stabilitással és hőstabilitással, nagy alkalmazkodóképességgel, könnyen hozzáférhető és olcsó alapanyagokkal rendelkeznek. A ritkaföldfémi elemek hozzáadása javíthatja a hordozó magas hőmérsékletű oxidációs ellenállását és mechanikai tulajdonságait, és beállíthatja a hordozó és a CE felületi savasságát. A leggyakrabban használt és vizsgált módosítási elemek. Lu Weiiguang és mások megállapították, hogy a ritkaföldfémek hozzáadása hatékonyan megakadályozta az alumínium -oxid -részecskék ömlesztett diffúzióját, az LA és a CE védte a hidroxilcsoportokat az alumínium -oxid felületén, gátolta a szinteredést és a fázisátalakulást, és csökkentette a magas hőmérséklet károsodását mezopórusos szerkezetű. Az előkészített alumínium -oxidnak még mindig nagy a specifikus felülete és a pórusmennyiség. Mindazonáltal túl sok vagy túl kevés a ritkaföldfémi elem csökkenti az alumínium -oxid termikus stabilitását. Li Yanqiu et al. hozzáadott 5% LA2O3TO γ-AL2O3-at, ami javította a termikus stabilitást, és növelte az alumínium-oxid hordozó pórusmennyiségét és specifikus felületét. Amint az a 6. ábrán látható, az LA2O3Aded γ-AL2O3-ra javítja a ritkaföldfémek kompozit hordozójának hőstabilitását.

A nano-rostos részecskék LA-tól MA-val történő doppingjának folyamatában a MA-LA pórusfelülete és pórusmennyisége magasabb, mint az MA, amikor a hőkezelési hőmérséklet növekszik, és az LA-val történő dopping nyilvánvaló hatással van a magas hőmérsékleten történő szinterezésre. Amint az ábrán látható. A 7. ábrán a hőmérséklet növekedésével az LA gátolja a gabona növekedésének és a fázis -transzformáció reakcióját, míg az ábra. A 7A. És a 7C. A nano-rostos részecskék felhalmozódását mutatják. Az ábrán A 7b. A 1200 ℃ -nél kalcinálással előállított nagy részecskék átmérője körülbelül 100 nm. Ezen túlmenően, az MA-1200-hoz képest, a MA-LA-1200 nem aggregálódik a hőkezelés után. Az LA hozzáadásával a nano szálas részecskék jobb szinterelési képességgel rendelkeznek. Még magasabb kalcinációs hőmérsékleten is a dopped LA továbbra is nagymértékben diszpergálódik az MA felületén. Az LA módosított MA használható a PD katalizátor hordozójaként a C3H8oxidációs reakcióban.

6. ábra Az alumínium -oxid szinterelésének szerkezeti modellje ritkaföldfémek elemeivel és anélkül

7. ábra MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) és MA-LA-1200 (D) TEM képei

4 Következtetés

Bevezetjük a ritkaföldfém módosított MA anyagok előkészítésének és funkcionális alkalmazásának előrehaladását. A ritkaföldfém módosított MA -t széles körben használják. Noha sok kutatást végeztek a katalitikus alkalmazásban, a hőstabilitásban és az adszorpcióban, sok anyag magas költségekkel, alacsony doppingmennyiséggel, rossz rendű és nehéz iparosodni. A jövőben a következő munkát kell elvégezni: optimalizálja a ritkaföldfémek módosított MA összetételét és szerkezetét, válassza ki a megfelelő folyamatot, megfeleljen a funkcionális fejlődésnek; Létrehozzon egy folyamatvezérlési modellt, amely funkcionális folyamaton alapul a költségek csökkentése és az ipari termelés megvalósítása érdekében; Annak érdekében, hogy maximalizáljuk Kína ritkaföldfémek erőforrásainak előnyeit, meg kell vizsgálnunk a ritkaföldfémek módosításának mechanizmusát, javítanunk kell a ritkaföldfémek módosított MA előkészítésének elméletét és folyamatát.

Alapprojekt: Shaanxi Tudományos és Technológiai Átfogó Innovációs Projekt (2011KTDZ01-04-01); Shaanxi tartomány 2019 speciális tudományos kutatási projekt (19JK0490); 2020 A Huaqing College, XI 'Építészeti és Technológiai Egyetem speciális tudományos kutatási projektje (20KY02)

Forrás: Rarékföld Föld