Under non-siliceous oksides, alumina hat goede meganyske eigenskippen, hege temperatuer ferset en corrosie ferset, wylst mesoporous alumina (MA) hat ferstelbere poarje grutte, grut spesifyk oerflak, grutte pore folume en lege produksje kosten, dat wurdt in soad brûkt yn catalysis, kontrolearre drug release, adsorption en oare fjilden, lykas kraken, hydrocracking en hydrodesulfurization fan petroleum grûnstoffen.Microporous alumina wurdt faak brûkt yn de yndustry, mar it sil direkt ynfloed op de aktiviteit fan alumina, de tsjinst libben en selektiviteit fan katalysator. Bygelyks, yn it proses fan suvering fan auto exhaust, de ôfset fersmoarging fan motor oalje additieven sille foarmje coke, dat sil liede ta de blokkade fan katalysator poarjes, dus it ferminderjen fan de aktiviteit fan de katalysator. Surfactant kin brûkt wurde om oanpasse de struktuer fan alumina drager te foarmjen MA.Improve syn catalytic prestaasjes.
MA hat beheining effekt, en de aktive metalen wurde deaktivearre nei hege-temperatuer calcination. Dêrneist, nei hege-temperatuer calcination, de mesoporous struktuer ynstoart, MA skelet is yn amorphous steat, en oerflak acidity kin net foldwaan oan syn easken op it mêd fan funksjonalisaasje. Modifikaasje behanneling is faak nedich te ferbetterjen de catalytic aktiviteit, mesoporous struktuer stabiliteit, oerflak termyske stabiliteit en oerflak acidity fan MA materials.Common modifikaasje groepen befetsje metalen heteroatoms (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etc. ) en metaal oksides (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, ensfh)Laad op it oerflak fan MA of doped yn it skelet.
De spesjale elektronkonfiguraasje fan seldsume ierde eleminten makket har ferbiningen spesjale optyske, elektryske en magnetyske eigenskippen, en wurdt brûkt yn katalytyske materialen, fotoelektryske materialen, adsorpsjonele materialen en magnetyske materialen. Seldsume ierde feroare mesoporous materialen kinne oanpasse soer (alkali) eigendom, fergrutsje soerstof leechstân, en synthesize metalen nanokristallijn katalysator mei unifoarme dispersion en stabile nanometer skaal.Appropriate poreuze materialen en seldsume ierden kinne ferbetterje it oerflak dispersion fan metalen nanokristallen en de stabiliteit en koalstof deposition ferset fan katalysatoren. Yn dit papier sil seldsume ierde modifikaasje en funksjonalisaasje fan MA wurde yntrodusearre foar it ferbetterjen fan katalytyske prestaasjes, termyske stabiliteit, soerstofopslachkapasiteit, spesifike oerflak en porestruktuer.
1 MA tarieding
1.1 tarieding fan alumina drager
De tariedingmetoade fan aluminiumoxidedrager bepaalt syn porestruktuerferdieling, en har mienskiplike tariedingsmetoaden omfetsje pseudo-boehmite (PB) dehydraasjemetoade en sol-gelmetoade. Pseudoboehmite (PB) waard earst foarsteld troch Calvet, en H + befoardere peptization te krijen γ-AlOOH kolloïdaal PB befetsjende interlayer wetter, dat waard calcined en dehydratisearre op hege temperatuer te foarmjen alumina. Neffens ferskate grûnstoffen, it wurdt faak ferdield yn delslach metoade, carbonization metoade en alcoholaluminium hydrolysis metoade.De kolloïdale oplosberens fan PB wurdt beynfloede troch crystallinity, en it wurdt optimalisearre mei de ferheging fan crystallinity, en wurdt ek beynfloede troch operaasje proses parameters.
PB wurdt meastal taret troch delslach metoade. Alkali wurdt tafoege oan aluminate oplossing of soer wurdt tafoege oan aluminate oplossing en precipitated te krijen hydrated alumina (alkali delslach), of soer wurdt tafoege oan aluminate delslach te krijen alumina monohydrate, dat wurdt dan wosken, droege en calcined te krijen PB. Precipitation metoade is maklik te operearjen en lege yn kosten, dat wurdt faak brûkt yn yndustriële produksje, mar it wurdt beynfloede troch in protte faktoaren (oplossing pH, konsintraasje, temperatuer, ensfh). En dy betingst foar it krijen fan partikel mei bettere dispersibility binne strang. Yn 'e karbonisaasjemetoade wurdt Al (OH) 3 krigen troch de reaksje fan CO2 en NaAlO2, en PB kin wurde krigen nei ferâldering. Dizze metoade hat de foardielen fan ienfâldige operaasje, hege produkt kwaliteit, gjin fersmoarging en lege kosten, en kin tariede alumina mei hege catalytic aktiviteit, poerbêst corrosie ferset en hege spesifyk oerflak mei lege ynvestearrings en hege return.Aluminium alkoxide hydrolyse metoade wurdt faak brûkt om PB mei hege suverens te meitsjen. Aluminium alkoxide wurdt hydrolyzed te foarmjen aluminium okside monohydrate, en dan behannele te krijen hege suverens PB, dat hat goede crystallinity, unifoarm dieltsje grutte, konsintrearre pore grutte ferdieling en hege yntegriteit fan sfearyske dieltsjes. It proses is lykwols kompleks, en it is lestich om te herstellen troch it brûken fan bepaalde giftige organyske solvents.
Derneist wurde anorganyske sâlten as organyske ferbiningen fan metalen gewoanlik brûkt foar it tarieden fan aluminiumoxide-foarrinners troch sol-gel-metoade, en suver wetter as organyske solvents wurde tafoege om oplossingen te meitsjen om sol te generearjen, dy't dan gelled, droech en roast wurdt. Op it stuit is de tarieding proses fan alumina noch ferbettere op basis fan PB útdroeging metoade, en carbonization metoade is wurden de wichtichste metoade foar yndustriële alumina produksje fanwege syn ekonomy en miljeu protection.Alumina taret troch sol-gel metoade hat luts in soad omtinken fanwege syn mear unifoarme pore grutte ferdieling, dat is in potinsjele metoade, mar it moat wurde ferbettere om te realisearjen yndustriële tapassing.
1.2 MA tarieding
Konvinsjonele alumina kin net foldwaan oan de funksjonele easken, dus it is nedich om te tarieden hege-optreden MA. De synteze metoaden meastal befetsje: nano-casting metoade mei koalstof schimmel as hurde sjabloan; Synteze fan SDA: Evaporaasje-induzearre sels-assemblageproses (EISA) yn 'e oanwêzigens fan sêfte sjabloanen lykas SDA en oare kationyske, anionyske of nonionyske surfaktanten.
1.2.1 EISA proses
It sêfte sjabloan wurdt brûkt yn soere tastân, dy't it yngewikkelde en tiidslinende proses fan hurde membraanmetoade foarkomt en de trochgeande modulaasje fan diafragma kin realisearje. De tarieding fan MA troch EISA hat in protte oandacht lutsen fanwegen syn maklike beskikberens en reprodusearberens. Ferskillende mesoporous struktueren kinne wurde taret. De poargrutte fan MA kin oanpast wurde troch it feroarjen fan de hydrofobe keten lingte fan surfactant of it oanpassen fan de molêre ferhâlding fan hydrolyse katalysator oan aluminium foarrinner yn oplossing.Dêrom, EISA, ek bekend as ien-stap synteze en modifikaasje sol-gel metoade fan hege oerflak gebiet MA en bestelde mesoporous alumina (OMA), is tapast op ferskate sêfte sjabloanen, lykas P123, F127, triethanolamine (tee), ensfh EISA kin ferfange de co-assemblage proses fan organoaluminium foarrinners, lykas aluminium alkoxides en surfactant sjabloanen, typysk aluminium isopropoxide en P123, foar it jaan fan mesoporous materialen. kondensaasjekinetika om stabile sol te krijen en de ûntwikkeling fan mesofase mooglik te meitsjen dy't foarme wurdt troch oerflakaktive micellen yn sol.
Yn it EISA-proses kin it gebrûk fan net-wetterige solvents (lykas ethanol) en organyske kompleksearjende aginten de hydrolyse- en kondensaasjefrekwinsje fan organoaluminium-foarrinners effektyf fertrage en de sels-assemblage fan OMA-materialen, lykas Al (OR) 3 en aluminium isopropoxide. Lykwols, yn net-waterige flechtige solvents, surfactant sjabloanen meastal ferlieze harren hydrophilicity / hydrophobicity. Derneist, Troch de fertraging fan hydrolyse en polykondensaasje, hat it tuskenprodukt in hydrofobe groep, wat it lestich makket om te ynteraksje mei surfaktant-sjabloan. Allinich as de konsintraasje fan surfaktant en de mjitte fan hydrolyse en polykondensaasje fan aluminium stadichoan ferhege wurde yn it proses fan solventferdamping kin de selsmontage fan sjabloan en aluminium plakfine. Dêrom, in protte parameters dy't beynfloedzje de ferdamping betingsten fan oplosmiddels en de hydrolyse en kondensaasje reaksje fan foarrinners, Lykas temperatuer, relative vochtigheid, katalysator, oplosmiddel evaporation rate, ensfh sil beynfloedzje de definitive gearstalling struktuer. As werjûn yn fig. 1, OMA materialen mei hege termyske stabiliteit en hege katalytic prestaasjes waarden synthesized troch solvothermal bystien ferdamping induced sels-assemblage (SA-EISA). solvothermal behanneling befoardere de folsleine hydrolyse fan aluminium foarrinners te foarmjen lyts-sized kluster aluminium hydroxyl groepen, dy't fersterke de ynteraksje tusken surfactants en aluminium.Two-dimensional hexagonal mesophase waard foarme yn EISA proses en calcined by 400 ℃ te foarmjen OMA materiaal. Yn it tradisjonele EISA-proses wurdt it evaporaasjeproses begelaat troch de hydrolyse fan organoaluminiumfoarrinner, sadat de ferdampingsbetingsten in wichtige ynfloed hawwe op 'e reaksje en de definitive struktuer fan OMA. De solvothermal behanneling stap befoarderet de folsleine hydrolyse fan 'e aluminium foarrinner en produsearret foar in part kondinsearre klustere aluminium hydroxyl groups.OMA wurdt foarme ûnder in breed skala oan ferdamping betingsten. Yn ferliking mei MA taret troch tradisjonele EISA metoade, OMA taret troch SA-EISA metoade hat hegere pore folume, better spesifyk oerflak en bettere termyske stabiliteit. Yn 'e takomst kin EISA metoade brûkt wurde om te tarieden ultra-grutte diafragma MA mei hege konverzje taryf en poerbêste selektiviteit sûnder gebrûk fan reaming agent.
figuer 1 flow chart fan SA-EISA metoade foar synthesizing OMA materialen
1.2.2 oare prosessen
Konvinsjonele MA tarieding fereasket sekuere kontrôle fan synteze parameters foar in berikke in dúdlik mesoporous struktuer, en it fuortheljen fan template materialen is ek útdaagjend, dat complicates de synteze proses. Op it stuit hawwe in protte literatueren de synteze fan MA rapportearre mei ferskate sjabloanen. Yn de ôfrûne jierren, it ûndersyk benammen rjochte op de synteze fan MA mei glukoaze, sacharoaze en setmoal as sjabloanen troch aluminium isopropoxide yn aqueous oplossing.De measte fan dizze MA materialen wurde synthesized út aluminium nitraat, sulfate en alkoxide as aluminium boarnen. MA CTAB ek wurde krigen troch direkte wiziging fan PB as aluminium boarne. MA mei ferskillende strukturele eigenskippen, ie Al2O3) -1, Al2O3) -2 en al2o3And hat goede termyske stabiliteit. De tafoeging fan surfaktant feroaret de ynherinte kristalstruktuer fan PB net, mar feroaret de stapelmodus fan dieltsjes. Derneist wurdt de formaasje fan Al2O3-3 foarme troch de adhesion fan nanopartikels stabilisearre troch organyske solvent PEG of aggregaasje om PEG. De poregrutte ferdieling fan Al2O3-1 is lykwols tige smel. Dêrnjonken waarden palladium-basearre katalysatoren taret mei syntetyske MA as drager. Yn metaanferbrâningsreaksje liet de katalysator stipe troch Al2O3-3 goede katalytyske prestaasjes sjen.
Foar de earste kear waard MA mei relatyf smelle porestorrelsesfordeling taret troch it brûken fan goedkeape en aluminium-rike aluminium swarte slag ABD. It produksjeproses omfettet ekstraksjeproses by lege temperatuer en normale druk. De fêste dieltsjes dy't oerbleaun binne yn it ekstraksjeproses sille it miljeu net fersmoargje, en kinne mei leech risiko wurde opsteapele of opnij brûkt as filler as aggregaat yn betonapplikaasje. It spesifike oerflak fan 'e synthesized MA is 123 ~ 162m2 / g, De poregrutte ferdieling is smel, de pykradius is 5.3nm, en de porositeit is 0.37 cm3 / g. It materiaal is nano-grutte en de kristalgrutte is sawat 11nm. Solid-state synteze is in nij proses foar synthesize MA, dat kin wurde brûkt om te produsearjen radiochemical absorbent foar klinysk gebrûk. Aluminiumchloride, ammoniumkarbonaat en glukoaze grûnstoffen wurde mingd yn in molêre ferhâlding fan 1: 1.5: 1.5, en MA wurdt synthesized troch in nije solid-state mechanochemical reaksje. %, en de verkregen131I[NaI]-oplossing hat in hege radioaktive konsintraasje (1.7TBq/mL), sa realisearjend it gebrûk fan grutte dose131I[NaI]-kapsules foar behanneling fan schildklierkanker.
Om gearfetsje, yn 'e takomst kinne lytse molekulêre sjabloanen ek wurde ûntwikkele foar it bouwen fan multi-nivo bestelde porestrukturen, effektyf oanpasse de struktuer, morfology en oerflak gemyske eigenskippen fan materialen, en generearje grut oerflak en bestelde wormhole MA. Ferkenne goedkeape sjabloanen en aluminiumboarnen, optimalisearje it syntezeproses, ferdúdlikje it syntezemeganisme en begeliede it proses.
Modifikaasje metoade fan 2 MA
De metoaden foar it unifoarm fersprieden fan aktive komponinten op MA-drager omfetsje impregnaasje, in-situ synthe-sis, delslach, ion-útwikseling, meganysk mingen en smelten, wêrby't de earste twa de meast brûkte binne.
2.1 in-situ synteze metoade
Groepen dy't brûkt wurde yn funksjonele modifikaasje wurde tafoege yn it proses fan it tarieden fan MA om de skeletstruktuer fan it materiaal te feroarjen en te stabilisearjen en de katalytyske prestaasjes te ferbetterjen. It proses wurdt werjûn yn figuer 2. Liu et al. synthesized Ni / Mo-Al2O3in situ mei P123 as sjabloan. Sawol Ni as Mo waarden ferspraat yn bestelde MA-kanalen, sûnder de mesoporous struktuer fan MA te ferneatigjen, en de katalytyske prestaasjes waarden fansels ferbettere. It oannimmen fan in in-situ groeimetoade op in synthesized gamma-al2o3-substrat, yn ferliking mei γ-Al2O3, hat MnO2-Al2O3 grutter BET-spesifyk oerflak en poarvolumint, en hat in bimodale mesoporous struktuer mei smelle poriegrutte ferdieling. MnO2-Al2O3 hat flugge adsorption rate en hege effisjinsje foar F-, en hat in breed pH applikaasje berik (pH = 4 ~ 10), dat is geskikt foar praktyske yndustriële tapassing betingsten. De recyclingprestaasjes fan MnO2-Al2O3is better as dy fan γ-Al2O.Struktuerstabiliteit moat fierder optimisearre wurde. Gearfetsjend, de MA-modifisearre materialen krigen troch in-situ synteze hawwe goede strukturele oarder, sterke ynteraksje tusken groepen en aluminiumoxide dragers, strakke kombinaasje, grutte materiaal lading, en binne net maklik te feroarsaakje it ôfskie fan aktive komponinten yn de katalytyske reaksje proses , en de katalytyske prestaasjes wurde signifikant ferbettere.
figuer 2 Tarieding fan functionalized MA troch in-situ synteze
2.2 impregneringsmetoade
Underdompelje de taret MA yn 'e wizige groep, en it krijen fan' e wizige MA-materiaal nei behanneling, om de effekten fan katalyse, adsorpsje en sa te realisearjen. Cai et al. taret MA út P123 troch sol-gel metoade, en trochweekt it yn ethanol en tetraethylenepentamine oplossing te krijen amino modifisearre MA materiaal mei sterke adsorption prestaasjes. Derneist, Belkacemi et al. dipped yn ZnCl2solution troch itselde proses te krijen bestelde sink doped modifisearre MA materialen. De spesifike oerflak gebiet en pore folume binne 394m2 / g en 0,55 cm3 / g, respektivelik. Yn ferliking mei de in-situ synteze metoade, de impregnation metoade hat better elemint dispersion, stabile mesoporous struktuer en goede adsorption prestaasjes, mar de ynteraksje krêft tusken aktive komponinten en alumina drager is swak, en de catalytic aktiviteit wurdt maklik bemuoie troch eksterne faktoaren.
3 funksjonele foarútgong
De synteze fan seldsume ierde MA mei spesjale eigenskippen is de ûntwikkelingstrend yn 'e takomst. Op it stuit binne d'r in protte syntezemetoaden. De prosesparameters beynfloedzje de prestaasjes fan MA. De spesifike oerflak gebiet, pore folume en pore diameter fan MA kin oanpast wurde troch template type en aluminium foarrinner gearstalling. De calcination temperatuer en polymer template konsintraasje beynfloedzje de spesifike oerflak gebiet en pore folume fan MA. Suzuki en Yamauchi fûnen dat de kalsinaasjetemperatuer ferhege waard fan 500 ℃ nei 900 ℃. De diafragma kin ferhege wurde en it oerflak kin ferlege wurde. Dêrneist ferbetteret de seldsume ierde modifikaasje behanneling de aktiviteit, oerflak termyske stabiliteit, strukturele stabiliteit en oerflak acidity fan MA materialen yn de katalytic proses, en foldocht oan de ûntwikkeling fan MA funksjonalisaasje.
3.1 Defluorination Adsorbent
De fluor yn drinkwetter yn Sina is slim skealik. Derneist sil de ferheging fan fluorynhâld yn yndustriële sinksulfaatoplossing liede ta de korrosje fan elektrodesplaat, de efterútgong fan wurkomjouwing, de delgong fan 'e kwaliteit fan elektryske sink en de ôfname fan' e hoemannichte recycled wetter yn it systeem foar soer meitsjen. en electrolysis proses fan fluidized bed furnace roasting flue gas. Op it stuit is de adsorpsjonsmetoade de meast oantreklik ûnder de mienskiplike metoaden fan wiete defluorinaasje. D'r binne lykwols wat tekoarten, lykas minne adsorpsjekapasiteit, smel beskikber pH-berik, sekundêre fersmoarging ensfh. Aktivearre koalstof, amorphous alumina, aktivearre alumina en oare adsorbents binne brûkt foar defluorination fan wetter, mar de kosten fan adsorbents is heech, en de adsorption kapasiteit fan F-in neutrale oplossing of hege konsintraasje is low.Activated alumina is wurden de meast wiidferspraat. studearre adsorbint foar fluorideferwidering fanwegen syn hege affiniteit en selektiviteit foar fluoride by neutrale pH-wearde, mar it wurdt beheind troch de minne adsorpsjekapasiteit fan fluoride, en allinich by pH <6 kin it goede fluoride-adsorpsjeprestaasjes hawwe.MA hat breed oandacht lutsen yn miljeufersmoargingskontrôle fanwegen syn grutte spesifike oerflak, unike poargrutte-effekt, soere-base-prestaasjes, termyske en meganyske stabiliteit. Kundu et al. taret MA mei in maksimum fluor adsorption kapasiteit fan 62,5 mg / g. De fluor adsorption kapasiteit fan MA wurdt sterk beynfloede troch syn strukturele skaaimerken, lykas spesifike oerflak gebiet, oerflak funksjonele groepen, pore grutte en totale pore size.Adjustment fan struktuer en prestaasjes fan MA is in wichtige manier te ferbetterjen syn adsorption prestaasjes.
Troch it hurde soer fan La en de hurde basiciteit fan fluor is der in sterke affiniteit tusken La en fluor-ionen. Yn 'e ôfrûne jierren hawwe guon stúdzjes fûn dat La as modifier de adsorpsjekapasiteit fan fluoride kin ferbetterje. Troch de lege strukturele stabiliteit fan seldsume ierdeadsorbinten wurde lykwols mear seldsume ierden yn 'e oplossing lutsen, wat resulteart yn sekundêre wetterfersmoarging en skea oan minsklike sûnens. Oan 'e oare kant is hege konsintraasje fan aluminium yn wetteromjouwing ien fan' e gifstoffen foar minsklike sûnens. Dêrom is it needsaaklik om in soarte fan gearstalde adsorbint te meitsjen mei goede stabiliteit en gjin útloging of minder útloging fan oare eleminten yn it proses fan fluorferwidering. MA feroare troch La en Ce waard taret troch impregnation metoade (La / MA en Ce / MA). seldsume ierde oksiden waarden mei súkses laden op MA oerflak foar de earste kear, dat hie hegere defluorination prestaasjes. hydroxylfunksjonele groep op it adsorbint oerflak genereart wetterstofbân mei F-, de wiziging fan La en Ce ferbettert de adsorpsjekapasiteit fan fluor, La / MA befettet mear hydroxyl adsorption sites, en de adsorption kapasiteit fan F is yn 'e folchoarder fan La / MA> Ce / MA> MA. Mei de tanimming fan inisjele konsintraasje, de adsorption kapasiteit fan fluor ferheget. De adsorption effekt is bêste as pH is 5 ~ 9, en de adsorption proses fan fluor oerienkomt mei Langmuir isothermal adsorption model. Derneist kinne de ûnreinheden fan sulfaationen yn alumina ek de kwaliteit fan samples signifikant beynfloedzje. Hoewol't it relatearre ûndersyk nei seldsume ierde modifisearre alumina is útfierd, rjochtet it measte fan it ûndersyk op it proses fan adsorbint, dat is lestich om yndustrieel te brûken. Yn 'e takomst kinne wy it dissosjaasjemeganisme fan fluorkompleks yn sink sulfate-oplossing studearje en de migraasje eigenskippen fan fluor ionen, krije effisjinte, lege kosten en duorsume fluor ion adsorbent foar defluorination fan sink sulfate oplossing yn sink hydrometallurgy systeem, en fêstigje in proses kontrôle model foar it behanneljen fan hege fluor oplossing basearre op seldsume ierde MA nano adsorbent.
3.2 Katalysator
3.2.1 Drye herfoarming fan metaan
Seldsume ierde kin oanpasse de acidity (basicity) fan poreuze materialen, fergrutsje soerstof leechstân, en synthesize katalysatoren mei unifoarme dispersion, nanometer skaal en stabiliteit. It wurdt faak brûkt om eale metalen en oergongsmetalen te stypjen om de metanaasje fan CO2 te katalysearjen. Op it stuit ûntwikkelje seldsume ierde modifisearre mesoporeuze materialen nei metaan dry reforming (MDR), fotokatalytyske degradaasje fan VOC's en suvering fan sturtgas. Yn ferliking mei eale metalen (lykas Pd, Ru, Rh, ensfh.) en oare oergongsmetalen (lykas Co, Fe, ensfh.), Ni / Al2O3-katalysator wurdt in soad brûkt foar syn hegere katalytyske aktiviteit en selektiviteit, hege stabiliteit en lege kosten foar metaan. De sintering en koalstofôfsetting fan Ni-nanopartikels op it oerflak fan Ni / Al2O3 liede lykwols ta it rappe deaktivearjen fan 'e katalysator. Dêrom is it needsaaklik om akselerator ta te foegjen, katalysatordrager te feroarjen en de tariedingsrûte te ferbetterjen om katalytyske aktiviteit, stabiliteit en ferbaarningbestriding te ferbetterjen. Yn 't algemien kinne seldsume ierdoksiden brûkt wurde as strukturele en elektroanyske promotors yn heterogene katalysatoren, en CeO2 ferbettert de fersprieding fan Ni en feroaret de eigenskippen fan metallysk Ni troch sterke metalen stipe ynteraksje.
MA wurdt in protte brûkt om de fersprieding fan metalen te ferbetterjen, en beheine aktive metalen om har agglomeraasje te foarkommen. La2O3 mei hege soerstof opslachkapasiteit ferbettert de koalstofbestriding yn it konverzjeproses, en La2O3 befoarderet de dispersje fan Co op mesoporous alumina, dy't hege herfoarmingsaktiviteit en fearkrêft hat. De La2O3-promoter fergruttet de MDR-aktiviteit fan Co / MA-katalysator, en Co3O4- en CoAl2O4-fasen wurde foarme op 'e katalysator-oerflak. Yn it MDR-proses foarme de yn-situ-ynteraksje tusken La2O3 en CO2 La2O2CO3mesophase, dy't de effektive eliminaasje fan CxHy op it katalysatorflak feroarsake. La2O3 befoarderet wetterstofreduksje troch hegere elektroanentichtens te leverjen en soerstoffakatuere te ferbetterjen yn 10% Co / MA. De tafoeging fan La2O3 fermindert de skynbere aktivearring enerzjy fan CH4-konsumpsje. Dêrom, De konverzje taryf fan CH4 ferhege nei 93,7% by 1073K K. De tafoeging fan La2O3 ferbettere de katalytyske aktiviteit, befoardere de reduksje fan H2, fergrutte it oantal Co0 aktive siden, produsearre minder deponearre koalstof en fergrutte de soerstoffakatuere nei 73,3%.
Ce en Pr waarden stipe op Ni / Al2O3catalyst troch gelikense folume impregnation metoade yn Li Xiaofeng. Nei it tafoegjen fan Ce en Pr fergrutte de selektiviteit foar H2 en de selektiviteit foar CO fermindere. De MDR wizige troch Pr hie poerbêste katalytyske fermogen, en de selektiviteit foar H2 fergrutte fan 64.5% nei 75.6%, wylst de selektiviteit nei CO fermindere fan 31.4% Peng Shujing et al. brûkt sol-gel metoade, Ce-modified MA waard taret mei aluminium isopropoxide, isopropanol solvent en cerium nitrate hexahydrate. It spesifike oerflak fan it produkt waard in bytsje ferhege. De tafoeging fan Ce fermindere de aggregaasje fan staaf-like nanopartikels op MA-oerflak. Guon hydroxylgroepen op it oerflak fan γ-Al2O3 waarden yn prinsipe bedutsen troch Ce-ferbiningen. De termyske stabiliteit fan MA waard ferbettere, en gjin crystal faze transformaasje barde nei calcination by 1000 ℃ foar 10 hours.Wang Baowei et al. taret MA materiaal CeO2-Al2O4by coprecipitation metoade. CeO2 mei kubike lytse korrels waard unifoarm ferspraat yn alumina. Nei it stypjen fan Co en Mo op CeO2-Al2O4, waard de ynteraksje tusken alumina en aktive komponint Co en Mo effektyf ynhibeare troch CEO2
De seldsume ierdpromotors (La, Ce, y en Sm) wurde kombinearre mei Co / MA-katalysator foar MDR, en it proses wurdt werjûn yn fig. 3. de seldsume ierdpromotors kinne de fersprieding fan Co op MA-drager ferbetterje en de agglomeraasje fan ko-dieltsjes ynhibearje. de lytsere de dieltsje grutte, de sterker de Co-MA ynteraksje, de sterker de catalytic en sintering fermogen yn YCo / MA katalysator, en de positive effekten fan ferskate promotors op MDR aktiviteit en koalstof deposition.Fig. 4 is in HRTEM iMAge nei MDR behanneling by 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 foar 8 oeren. Co dieltsjes bestean yn 'e foarm fan swarte flekken, wylst MA dragers bestean yn' e foarm fan griis, dat hinget ôf fan it ferskil fan elektroanen tichtens. yn HRTEM ôfbylding mei 10% Co / MA (figuer 4b), wurdt de agglomeraasje fan Co metaal dieltsjes waarnommen op ma carriersDe tafoeging fan seldsume ierde promotor fermindert Co dieltsjes oan 11.0nm ~ 12.5nm. YCo / MA hat sterke Co-MA ynteraksje, en syn sintering prestaasjes is better as oare catalysts. dêrneist, lykas werjûn yn fig. 4b oant 4f, holle koalstof nanowires (CNF) wurde produsearre op 'e katalysatoren, dy't yn kontakt hâlde mei gasstream en foarkomme dat de katalysator deaktivearje.
Fig. 3 Effekt fan seldsume ierde tafoeging op fysike en gemyske eigenskippen en MDR catalytic prestaasjes fan Co / MA katalysator
3.2.2 Deoxidation katalysator
Fe2O3 / Meso-CeAl, in Ce-doped Fe-basearre deoxidaasjekatalysator, waard taret troch oksidative dehydrogenaasje fan 1-butene mei CO2 as sêft oksidant, en waard brûkt yn 'e synteze fan 1,3-butadiene (BD). Ce wie tige ferspraat yn alumina matrix, en Fe2O3 / meso wie tige ferspraat Fe2O3 / Meso-CeAl-100 katalysator hat net allinnich tige ferspraat izeren soarten en goede strukturele eigenskippen, mar hat ek goede soerstof opslachkapasiteit, dus it hat goede adsorption en aktivearring kapasiteit fan CO2. Lykas werjûn yn figuer 5, litte TEM-ôfbyldings sjen dat Fe2O3 / Meso-CeAl-100 regelmjittich is. wurdt mei súkses doped yn alumina matrix. De edelmetaal katalysator coating materiaal foldwaan oan de ultra-lege emisje standert fan motor auto's hat ûntwikkele pore struktuer, goede hydrothermal stabiliteit en grutte soerstof opslach kapasiteit.
3.2.3 Katalysator foar Vehicles
Pd-Rh stipe quaternary aluminium-basearre seldsume ierde kompleksen AlCeZrTiOx en AlLaZrTiOx te krijen automotive catalyst coating materialen. mesoporous aluminium-basearre seldsume ierde kompleks Pd-Rh / ALC kin mei súkses brûkt wurde as in CNG auto exhaust suvering katalysator mei goede duorsumens, en de konverzje effisjinsje fan CH4, de wichtichste komponint fan CNG auto exhaust gas, is sa heech as 97,8%. Adopte in hydrotherMAl ien-stap metoade foar it tarieden fan dat seldsume ierde ma gearstalde materiaal te realisearjen sels-assemblage, Bestelde mesoporous foarrinners mei metastabiele steat en hege aggregaasje waarden synthesized, en de synteze fan RE-Al conformed oan it model fan "compound growth unit" , sa realisearje de suvering fan auto exhaust post-fêstmakke trije-way catalytic converter.
Fig. 4 HRTEM-ôfbyldings fan ma (a), Co/MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) en SmCo/MA(f)
Fig. 5 TEM-ôfbylding (A) en EDS-elemintdiagram (b,c) fan Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 luminous prestaasje
Elektronen fan seldsume ierde-eleminten binne maklik optein foar oergong tusken ferskate enerzjynivo's en emit ljocht. Seldsume ierde-ionen wurde faak brûkt as aktivators om luminescent materialen te meitsjen. Seldsume ierde ioanen kinne wurde laden op it oerflak fan aluminium fosfaat holle mikrosfearen troch coprecipitation metoade en ion útwikseling metoade, en luminescent materialen AlPO4∶RE (La, Ce, Pr, Nd) kinne wurde taret. De luminescent golflingte is yn 'e tichtby ultraviolet regio.MA wurdt makke yn tinne films fanwege syn inertia, lege dielectric konstante en lege conductivity, dat makket it fan tapassing op elektryske en optyske apparaten, tinne films, barriêres, sensors, ensfh It kin ek wurde brûkt foar sensearjen fan iendimensjonale fotonyske kristallen, enerzjygeneraasje en anty-refleksjecoatings. Dizze apparaten binne steapele films mei definitive optyske paadlingte, dus it is nedich om brekkingsyndeks en dikte te kontrolearjen. Op it stuit wurde titanium dioxide en sirkonium okside mei hege brekkingsyndeks en silisium dioxide mei lege brekkingsyndeks faak brûkt om sokke apparaten te ûntwerpen en te bouwen . De beskikberens oanbod fan materialen mei ferskillende oerflak gemyske eigenskippen wurdt útwreide, dat makket it mooglik om te ûntwerpen avansearre foton sensors. De ynfiering fan MA en oxyhydroxide films yn it ûntwerp fan optyske apparaten toant grutte potinsje omdat de brekingsyndeks is fergelykber mei dy fan silisium dioxide.Mar de gemyske eigenskippen binne oars.
3.4 termyske stabiliteit
Mei de tanimming fan temperatuer, sintering serieus beynfloedet it gebrûk effekt fan MA katalysator, en it spesifike oerflak nimt ôf en γ-Al2O3in kristallijn faze feroaret yn δ en θ nei χ fazen. Rare ierde materialen hawwe goede gemyske stabiliteit en termyske stabiliteit, hege oanpassingsfermogen, en maklik beskikber en goedkeape grûnstoffen. De tafoeging fan seldsume ierde eleminten kin ferbetterje de termyske stabiliteit, hege temperatuer oksidaasjegebrûk ferset en meganyske eigenskippen fan de drager, en oanpasse de oerflak acidity fan de carrier.La en Ce binne de meast brûkte en studearre modifikaasje eleminten. Lu Weiguang en oaren fûnen dat de tafoeging fan seldsume ierde-eleminten effektyf de bulkdiffusie fan alumina-dieltsjes foarkaam, La en Ce beskerme de hydroxylgroepen op it oerflak fan alumina, remme sintering en fazetransformaasje, en fermindere de skea fan hege temperatuer nei mesoporous struktuer . De tariede alumina noch hat hege spesifike oerflak gebiet en pore volume.Hoever, te folle of te min seldsum ierde elemint sil ferminderje de termyske stabiliteit fan alumina. Li Yanqiu et al. tafoege 5% La2O3to γ-Al2O3, dy't ferbettere de termyske stabiliteit en fergrutte de pore folume en spesifike oerflak fan alumina drager. Lykas kin wurde sjoen út figuer 6, La2O3 tafoege oan γ-Al2O3, Ferbetterje de termyske stabiliteit fan seldsume ierde gearstalde drager.
Yn it proses fan doping nano-fibrous dieltsjes mei La nei MA, de BET oerflak gebiet en pore folume fan MA-La binne heger as dy fan MA doe't de waarmte behanneling temperatuer nimt ta, en doping mei La hat dúdlik retarding effekt op sintering by hege temperatuer. lykas werjûn yn fig. 7, mei de tanimming fan temperatuer, La inhibits de reaksje fan nôt groei en faze transformaasje, wylst figen. 7a en 7c litte de accumulation fan nano-fibrous dieltsjes sjen. yn fig. 7b, de diameter fan grutte dieltsjes produsearre troch calcination op 1200 ℃ is oer 100nm.It markearret de wichtige sintering fan MA. Dêrneist, yn ferliking mei MA-1200, MA-La-1200 net aggregearre nei waarmte behanneling. Mei de tafoeging fan La, nano-fiber dieltsjes hawwe better sintering fermogen. sels by hegere calcination temperatuer, is doped La noch tige ferspraat op MA oerflak. La wizige MA kin brûkt wurde as de drager fan Pd katalysator yn C3H8oxidation reaksje.
figuer 6 Struktuer model fan sintering alumina mei en sûnder seldsume ierde eleminten
figuer 7 TEM-ôfbyldings fan MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) en MA-La-1200 (d)
4 Konklúzje
De foarútgong fan tarieding en funksjonele tapassing fan seldsume ierde modifisearre MA-materialen wurdt yntrodusearre. Rare ierde feroare MA wurdt in soad brûkt. Hoewol in protte ûndersyk is dien yn katalytyske tapassing, termyske stabiliteit en adsorpsje, hawwe in protte materialen hege kosten, leech dopingbedrach, minne folchoarder en binne dreech te yndustrialisearjen. It folgjende wurk moat dien wurde yn 'e takomst: optimalisearjen fan de gearstalling en struktuer fan seldsume ierde wizige MA, selektearje it passende proses, Moetsje de funksjonele ûntwikkeling; Fêststelle in proses kontrôle model basearre op funksjoneel proses te ferminderjen kosten en realisearje yndustriële produksje; Om de foardielen fan 'e seldsume ierdeboarnen fan Sina te maksimalisearjen, moatte wy it meganisme fan' e seldsume ierde MA-modifikaasje ûndersykje, de teory en it proses ferbetterje foar it tarieden fan seldsume ierde-modifisearre MA.
Fûnsprojekt: Shaanxi Science and Technology Algemiene ynnovaasjeprojekt (2011KTDZ01-04-01); Shaanxi Provinsje 2019 Special Scientific Research Project (19JK0490); 2020 spesjaal wittenskiplik ûndersyksprojekt fan Huaqing College, Xi 'an University of Architecture and Technology (20KY02)
Boarne: Rare Earth
Post tiid: Jul-04-2022