Силис булмаган оксидлар арасында алумина яхшы механик үзлекләргә, югары температурага һәм коррозиягә каршы торуга ия, ә месопорус алумина (MA) көйләнә торган күзәнәк күләме, зур конкрет өслек мәйданы, зур күзәнәк күләме һәм аз җитештерү бәясе, катализда киң кулланыла, контрольдә тотылган наркотиклар чыгару, адсорбция һәм нефть чималының ярылуы, гидрокрекинг һәм гидродесульфуризация кебек башка өлкәләр. Микропорус алумина гадәттә сәнәгатьтә кулланыла, ләкин ул турыдан-туры эшчәнлегенә тәэсир итәчәк. алумина, хезмәт итү вакыты һәм катализаторның сайлап алу. Мәсәлән, автомобиль газын чистарту процессында, двигатель майы кушылмаларыннан тупланган пычраткыч матдәләр кокс барлыкка китерәчәк, бу катализатор күзәнәкләренең блоклануына китерәчәк, шулай итеп катализатор активлыгын киметә. Сирфактант MA-ны формалаштыру өчен алумина йөртүче структурасын көйләү өчен кулланылырга мөмкин. Аның катализатор эшчәнлеген яхшырту.
MA чикләү эффектына ия, һәм актив металллар югары температуралы кальцинациядән соң туктатыла. Моннан тыш, югары температуралы кальцинациядән соң, месопор структурасы җимерелә, MA скелеты аморф хәлендә, һәм өслек кислотасы функциональләштерү өлкәсендә аның таләпләренә җавап бирә алмый. Каталитик активлыкны, месопор структураның тотрыклылыгын, җылылык тотрыклылыгын һәм MA материалларының өслек кислотасын яхшырту өчен модификация эшкәртү еш кирәк. Гадәттәге модификация төркемнәренә металл гетероатомнар керә (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr һ.б.). ) һәм металл оксидлары (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7 һ.б.) MA өслегенә йөкләнгән яки скелетка салынган.
Сирәк җир элементларының махсус электрон конфигурациясе аның кушылмаларын махсус оптик, электр һәм магнит үзлекләренә ия итә, һәм катализатор материалларда, фотоэлектрик материалларда, adsorption материалларында һәм магнит материалларында кулланыла. Сирәк үзгәртелгән месопор материаллар кислота (эшкәртү) милеген көйли, кислород вакансиясен арттыра һәм бердәм дисперсия һәм тотрыклы нанометр масштабы белән металл нанокристалл катализаторын синтезлый ала. катализаторларның каршылыгы. Бу кәгазьдә катализатор җитештерүчәнлеген, җылылык тотрыклылыгын, кислород саклау сыйфатын, махсус өслек мәйданын һәм күзәнәк структурасын яхшырту өчен сирәк җир модификациясе һәм функциональләштерү кертеләчәк.
1 МА әзерләү
1.1 алумина йөртүчене әзерләү
Алумина йөртүченең әзерләү ысулы аның күзәнәк структурасын бүлүне билгели, һәм аның гомуми әзерләү ысулларына псевдо-бохмит (ПБ) дегидрацияләү ысулы һәм эремчек-гель ысулы керә. Псевдобоехмит (ПБ) беренче тапкыр Кальвет тарафыннан тәкъдим ителде, һәм H + пептизацияне алга этәрде, γ-AlOOH коллоид ПБны үз эченә алган су булган, ул югары температурада кальцинацияләнгән һәм дегидратланган, алумина формалаштырган. Төрле чимал буенча, ул еш явым-төшем ысулы, карбонлаштыру ысулы һәм алкоголалумин гидролиз ысулы белән бүленә. ПБның коллоид эрүчәнлеге кристалллылыкка тәэсир итә, һәм ул кристалллылык арту белән оптимальләштерелә, шулай ук эш процессы параметрлары тәэсирендә.
ПБ гадәттә явым-төшем ысулы белән әзерләнә. Алкалин алюминат эремәсенә кушыла яки кислота алюминат эремәсенә кушыла һәм гидратланган алумина (алкалы явым-төшеме) алу өчен явым-төшем ала, яки алумина монохидратын алу өчен кислота алюминат явым-төшеменә кушыла, аннары юыла, киптерелә һәм ПБ алу өчен кальцинацияләнә. Явым-төшем ысулы эшләү җиңел һәм бәясе аз, бу еш кына сәнәгать производствосында кулланыла, ләкин аңа күп факторлар тәэсир итә (pH эремәсе, концентрация, температура һ.б.). Яхшырак дисперсияле кисәкчәләр алу өчен бу шарт катгый. Карбонлаштыру ысулында, Al (OH) 3is CO2 һәм NaAlO2 реакциясе белән алынган, һәм ПБ картайганнан соң алына ала. Бу ысул гади эшнең өстенлекләренә ия, продуктның югары сыйфаты, пычрану һәм аз чыгымнар юк, һәм алуминаны югары катализатор активлыгы, коррозиягә каршы тору һәм аз инвестицияләр һәм югары керем белән югары специфик мәйдан белән әзерли ала. Алюминий алкоксид гидролиз ысулы еш кулланыла. югары чисталыклы ПБ әзерләргә. Алюминий алкоксиды алюминий оксиды монохидратын формалаштыру өчен гидролизацияләнә, аннары югары кристалллылыгы, бертөрле кисәкчәләр зурлыгы, концентрацияләнгән күзәнәк күләме һәм сферик кисәкчәләрнең югары бөтенлеге булган югары чисталыклы ПБ алу өчен эшкәртелә. Ләкин процесс катлаулы, һәм кайбер агулы органик эреткечләр куллану аркасында торгызу кыен.
Моннан тыш, органик булмаган тозлар яки металлларның органик кушылмалары алюминий прекурсорларын эремчек ысулы белән әзерләү өчен кулланыла, һәм чиста су яки органик эреткечләр эремчек чыгару өчен чишелешләр әзерләү өчен кушыла, аннары гель, киптерәләр һәм кыздыралар. Хәзерге вакытта, алуминаны әзерләү процессы ПБ дегидрацияләү ысулы нигезендә камилләштерелә, һәм карбонлаштыру ысулы сәнәгате алумины җитештерүнең төп ысулы булды, аның икътисады һәм әйләнә-тирә мохитне саклау. Сол-гель ысулы белән әзерләнгән Алумина зур игътибарны җәлеп итте. потенциаль ысул булган бертөрле күзәнәк күләмен бүлү аркасында, ләкин аны сәнәгать куллануны тормышка ашыру өчен камилләштерергә кирәк.
1.2 МА әзерләү
Гадәттәге алумина функциональ таләпләрне канәгатьләндерә алмый, шуңа күрә югары җитештерүчәнлекле MA әзерләргә кирәк. Синтез ысуллары гадәттә үз эченә ала: каты шаблон кебек углерод формасы белән нано-кастинг ысулы. SDA синтезы: SDA һәм башка катион, анион яки неоник сирфактантлар кебек йомшак шаблоннар булганда парлану белән үз-үзен җыю процессы (EISA).
1.2.1 EISA процессы
Йомшак шаблон кислоталы шартларда кулланыла, ул каты мембрана ысулының катлаулы һәм күп вакыт таләп итә торган процессыннан кача һәм аппертураның өзлексез модуляциясен тормышка ашыра ала. EISA тарафыннан MA әзерләү җиңел булуы һәм үрчү мөмкинлеге аркасында зур игътибар җәлеп итте. Төрле месопор структуралар әзерләнергә мөмкин. MA-ның күзәнәк күләме сирфактантның гидрофобик чылбыр озынлыгын үзгәртеп яки гидролиз катализаторының алюминий прекурсорына моляр коэффициентын көйләп көйләнергә мөмкин. Шуңа күрә EISA, шулай ук бер адымлы синтез һәм биек өслекнең сол-гель ысулы буларак та билгеле. MA өлкәсе һәм заказланган месопорус алумина (OMA), төрле йомшак шаблоннарда кулланылды, мәсәлән, P123, F127, триетаноламин (чәй) һ.б. EISA алыштыра ала месопор материаллар белән тәэмин итү өчен алюминий алкоксидлар һәм сирфактант шаблоннар, гадәттә алюминий изопропоксиды һәм P123 кебек органоалюминий прекурсорларын бергә җыю процессы. EISA процессының уңышлы үсеше тотрыклы сол алу һәм гидролиз һәм конденсация кинетикасын төгәл көйләү таләп итә. солда сирфактант микельләр белән барлыкка килгән месофаз.
EISA процессында су булмаган эреткечләрне (этанол кебек) һәм органик катлаулы агентларны куллану органоалюминий прекурсорларының гидролизын һәм конденсация тизлеген эффектив рәвештә әкренләтә ала һәм Al (OR) 3and кебек OMA материалларын үз-үзен җыюга этәрә ала. алюминий изопропоксиды. Ләкин, су булмаган үзгәрүчән эреткечләрдә, сирфактив шаблоннар гадәттә гидрофиликлыгын / гидрофобиклыгын югалта. Моннан тыш, гидролиз һәм поликонденсациянең тоткарлануы аркасында, арада продукт гидрофобик төркемгә ия, бу сирфактант шаблоны белән үзара бәйләнешне кыенлаштыра. Сурфактант концентрациясе һәм гидролиз һәм алюминийның поликонденсация дәрәҗәсе әкренләп артканда гына, эретеп парга әйләнү процессында шаблон һәм алюминийның үз-үзен җыю була ала. Шуңа күрә, эретүчеләрнең парга әйләнү шартларына һәм прекурсорларның гидролизына һәм конденсация реакциясенә тәэсир итүче күп параметрлар соңгы җыю структурасына тәэсир итәчәк. Инҗирдә күрсәтелгәнчә. 1, югары җылылык тотрыклылыгы һәм югары катализатор җитештерүчәнлеге булган ОМА материаллары солвотермаль ярдәмче парга әйләнү үз-үзен җыю (SA-EISA) белән синтезланган. солвотермаль эшкәртү алюминий прекурсорларының тулы гидролизын кечкенә размерлы кластер алюминий гидроксил төркемнәрен формалаштырырга ярдәм итте, бу сирфактантлар һәм алюминийлар арасындагы үзара бәйләнешне көчәйтте. Ике үлчәмле алты почмаклы месофаз EISA процессында формалашты һәм OMA материалын формалаштыру өчен 400 at белән исәпләнде. Традицион EISA процессында парлану процессы органоалюминий прекурсорының гидролизы белән бергә бара, шуңа күрә парлану шартлары ОМА реакциясенә һәм соңгы структурасына мөһим йогынты ясый. Солвотермаль эшкәртү адымы алюминий прекурсорының тулы гидролизына ярдәм итә һәм өлешчә конденсацияләнгән кластерлы алюминий гидроксил группаларын җитештерә. OMA парлану шартларында барлыкка килә. Традицион EISA ысулы белән әзерләнгән MA белән чагыштырганда, SA-EISA ысулы белән әзерләнгән ОМА күзәнәк күләменең югарырак, өслегенең яхшырак мәйданы һәм яхшырак җылылык тотрыклылыгына ия. Киләчәктә EISA ысулы югары конверсия тизлеге һәм искиткеч сайлап алу мөмкинлеге булган ультра-зур аппертура MA әзерләү өчен кулланылырга мөмкин.
ОМА материалларын синтезлау өчен SA-EISA ысулының 1 нче схемасы
1.2.2 бүтән процесслар
Гадәттәге MA әзерләү ачык месопор структурасына ирешү өчен синтез параметрларын төгәл контрольдә тотуны таләп итә, һәм шаблон материалларын чыгару да авыр, бу синтез процессын катлауландыра. Хәзерге вакытта күп әдәбият төрле шаблоннар белән MA синтезы турында хәбәр иттеләр. Соңгы елларда тикшеренүләр, нигездә, су эремәсендә алюминий изопропоксиды шаблоннары буларак глюкоза, сакароза һәм крахмал белән MA синтезына юнәлтелде. Бу МА материалларының күбесе алюминий селитрасы, сульфат һәм алкоксид алюминий чыганаклары буларак синтезланган. MA CTAB шулай ук ПБны алюминий чыганагы итеп үзгәртү белән алына. Төрле структур үзлекләре булган MA, ягъни Al2O3) -1, Al2O3) -2 һәм al2o3Анда яхшы җылылык тотрыклылыгы бар. Сирфактантның кушылуы ПБның кристалл структурасын үзгәртми, ә кисәкчәләрнең урнашу режимын үзгәртә. Моннан тыш, Al2O3-3 формалашуы нанопартикларның ябышуы аркасында барлыкка килә, органик эретүче PEG яки PEG тирәсендә агрегат. Ләкин, Al2O3-1 күзәнәкләренең бүленеше бик тар. Моннан тыш, палладий нигезендәге катализаторлар синтетик MA белән ташучы буларак әзерләнде. Метан яну реакциясендә, Al2O3-3 ярдәмендә катализатор яхшы катализатор күрсәткечләрен күрсәтте.
Беренче тапкыр чагыштырмача тар күзәнәк зурлыгы булган MA арзан һәм алюминийга бай алюминий кара шлак ABD кулланып әзерләнде. Производство процессы түбән температурада һәм нормаль басымда чыгару процессын үз эченә ала. Чыгару процессында калган каты кисәкчәләр әйләнә-тирәне пычратмаслар, һәм аз риск белән тупланырга яки бетон куллануда тутыргыч яки агрегат итеп кулланырга мөмкин. Синтезланган MA-ның конкрет өслеге мәйданы - 123 ~ 162м2 / г, чокырның зурлыгы тар, иң югары радиусы 5,3нм, күзәнәклеге 0,37 см3 / г. Материал нано размерлы, кристалл зурлыгы якынча 11нм. Каты-дәүләт синтезы - MA-ны синтезлау өчен яңа процесс, ул клиник куллану өчен радиохимик үзләштерү өчен кулланыла ала. Алюминий хлорид, аммиак карбонаты һәм глюкоза чималы моляр катнашында 1: 1,5: 1,5 катнашында катнашалар, һәм MA яңа каты дәүләт механохимик реакциясе белән синтезланалар. %, һәм алынган131I [NaI] эремәсе югары радиоактив концентрациягә ия (1,7ТБк / мл), шулай итеп зур доза131I [NaI] капсулаларын куллануны аңлый. калкансыман яман шеш авыруларын дәвалау.
Йомгаклау өчен, киләчәктә кечкенә молекуляр шаблоннар шулай ук күп дәрәҗә заказлы күзәнәк структураларын төзү, материалларның структурасын, морфологиясен һәм химик үзлекләрен эффектив көйләү, зур өслек мәйданы булдыру һәм MA кортлары заказ бирү өчен эшләнергә мөмкин. Арзан шаблоннарны һәм алюминий чыганакларын барлау, синтез процессын оптимальләштерү, синтез механизмын ачыклау һәм процесска юл күрсәтү.
2 МА үзгәртү ысулы
MA операторында актив компонентларны бертөрле тарату ысулларына импреграция, ситу синте-сис, явым-төшем, ион алмашу, механик кушылу һәм эретү керә, алар арасында беренче икесе иң еш кулланыла.
2.1 ситу синтез ысулы
Функциональ модификациядә кулланылган төркемнәр МА материалының скелет структурасын үзгәртү һәм тотрыклыландыру, катализатор эшләрен яхшырту өчен MA әзерләү процессына өстәлә. Процесс 2 нче рәсемдә күрсәтелгән. Лю һ.б. синтезланган Ni / Mo-Al2O3in ситуасы P123 белән шаблон. Ni һәм Mo икесе дә заказ бирелгән MA каналларында таралдылар, MA-ның месопор структурасын җимермичә, һәм катализатор күрсәткечләре яхшырды. Синтезланган гамма-ал2о3субстратта урын-үсү ысулын кабул итү, γ-Al2O3, MnO2-Al2O3has белән чагыштырганда зуррак BET конкрет өслеге мәйданы һәм күзәнәк күләме, һәм тар күзәнәк зурлыгы белән ике яклы месопор структурасы бар. MnO2-Al2O3has тиз adsorption тизлеге һәм F- өчен югары эффективлык, һәм практик куллану шартлары өчен яраклы pH куллану диапазоны (pH = 4 ~ 10) бар. MnO2-Al2O3is эшкәртү эше γ-Al2Oныкыннан яхшырак. Структур тотрыклылыкны тагын да оптимальләштерергә кирәк. Йомгаклап әйткәндә, ситу синтезы белән алынган MA үзгәртелгән материаллар яхшы структур тәртипкә ия, төркемнәр һәм алумина йөртүчеләр арасында нык бәйләнеш, тыгыз комбинация, зур материаль йөк, һәм катализатор реакция процессында актив компонентларның түгүенә җиңел түгел. , һәм катализатор җитештерүчәнлеге сизелерлек яхшырды.
2 нче рәсем
2.2 импреграция ысулы
Катализ, adsorption һ.б. Aiай һ.б. P123-тан MA-ны сол-гель ысулы белән әзерләде, һәм аны этанолга һәм тетретиленепентамин эремәсенә батырды, көчле adsorption күрсәткече белән амино үзгәртелгән MA материалын алу өчен. Моннан тыш, Белкачеми һ.б. Заказланган цинк допедлы үзгәртелгән MA материалларын алу өчен шул ук процесс белән ZnCl2 чишелешенә батырылды. Конкрет өслек мәйданы һәм күзәнәк күләме тиешенчә 394m2 / g һәм 0,55 см3 / г. Ситудагы синтез ысулы белән чагыштырганда, импрегнация ысулы яхшырак элемент дисперсиясенә, тотрыклы месопор структурасына һәм яхшы adsorption күрсәткечләренә ия, ләкин актив компонентлар һәм алумина йөртүче арасында үзара тәэсир итү көче зәгыйфь, һәм катализатор эшчәнлеге тышкы факторлар белән җиңел комачаулый.
3 функциональ алгарыш
Махсус үзенчәлекләр белән сирәк җир MA синтезы - киләчәктә үсеш тенденциясе. Хәзерге вакытта синтез ысуллары бик күп. Процесс параметрлары MA эшенә тәэсир итә. Конкрет өслек мәйданы, күзәнәк күләме һәм MA диаметры шаблон төре һәм алюминий прекурсор составы белән көйләнергә мөмкин. Кальцинация температурасы һәм полимер шаблон концентрациясе билгеле өслек мәйданына һәм MA күләменең күзәнәк күләменә тәэсир итә. Сузуки һәм Ямаучи кальцинация температурасының 500 from 900 was кадәр күтәрелүен ачыкладылар .Апертураны арттырырга һәм өслек мәйданын киметергә мөмкин. Моннан тыш, сирәк җирне модификацияләү белән эшкәртү катализатор процессында активлыкны, өслек җылылык тотрыклылыгын, структур тотрыклылыгын һәм MA материалларының өслек кислотасын яхшырта, һәм MA функциональләштерү үсешенә туры килә.
3.1 Дефлюоринация адсорбенты
Кытайда эчә торган судагы фтор бик зарарлы. Моннан тыш, сәнәгать цинк сульфат эремәсендә фтор күләменең артуы электрод тәлинкәсенең коррозиясенә, эш шартларының начарлануына, электр цинкының сыйфаты төшүенә һәм кислота ясау системасында эшкәртелгән су күләменең кимүенә китерәчәк. һәм сыекланган карават мичен кыздырган блок газының электролиз процессы. Хәзерге вакытта, дымлы дефлюоринациянең киң таралган ысуллары арасында адсорбция ысулы иң җәлеп итүчән. Шулай да, кайбер җитешсезлекләр бар, мәсәлән, начар adsorption сыйдырышлыгы, тар булган pH диапазоны, икенчел пычрану һ.б. Активлаштырылган углерод, аморф алумина, активлаштырылган алумина һәм башка адсорбентлар су дефлоризациясе өчен кулланылган, ләкин адсорбентларның бәясе зур, һәм F-нейтраль эремәнең яки югары концентрациянең adsorbsion сыйдырышлыгы түбән. Активлаштырылган алумина иң киң таралган. фторидны чыгару өчен adsorbent өйрәнде, чөнки флюоридның нейтраль рН кыйммәтендә сайлануы, ләкин ул фторның начар adsorbsion сыйдырышлыгы белән чикләнә, һәм pH <6 ул яхшы фторид adsorption күрсәткечләренә ия була аламы. Кунду һ.б. максималь фтор adsorption сыйдырышлыгы 62,5 мг / г булган MA әзерләде. МАның фторлы adsorption сыйдырышлыгы аның структур характеристикасына бик нык тәэсир итә, мәсәлән, өслек мәйданы, өслек функциональ төркемнәре, күзәнәк күләме һәм күзәнәкнең гомуми күләме.
Ла каты кислотасы һәм фторның каты нигезе аркасында Ла һәм фтор ионнары арасында нык бәйләнеш бар. Соңгы елларда, кайбер тикшеренүләр ачыклаганча, La модификатор буларак фторның adsorbsion сыйфатын яхшырта ала. Ләкин, сирәк җир adsorbents-ның структур тотрыклылыгы аркасында, сирәк җирләр чишелешкә кертелә, нәтиҗәдә су икенчел пычрануга һәм кеше сәламәтлегенә зыян китерә. Икенче яктан, су мохитендә алюминийның югары концентрациясе кеше сәламәтлегенә агуланучы әйберләрнең берсе. Шуңа күрә, яхшы тотрыклылыгы булган, фторны чыгару процессында башка элементларны азрак яисә азрак агызучы композитор adsorbent төрен әзерләргә кирәк. La һәм Ce тарафыннан үзгәртелгән MA импреграция ысулы белән әзерләнгән (La / MA һәм Ce / MA). сирәк җир оксидлары MA өслегенә беренче тапкыр уңышлы йөкләнде, алар дефлоризациянең югары күрсәткечләренә ия. Фторны чыгаруның төп механизмнары - электростатик adsorption һәм химик adsorption, өслекнең уңай корылмасының электрон тартуы һәм лиганд алмашу реакциясе өслек гидроксил белән берләшә, адсорбент өслегендәге гидроксил функциональ төркеме F- белән водород бәйләнешен барлыкка китерә, La һәм Ce модификациясе фторның adsorbsion сыйфатын яхшырта, La / MA күбрәк гидроксил adsorptionны үз эченә ала. сайтлар, һәм F-ның adsorption сыйдырышлыгы La / MA> Ce / MA> MA тәртибендә. Башлангыч концентрациянең артуы белән, фторның adsorption сыйдырышлыгы арта. РН 5 ~ 9 булганда, adsorption эффекты иң яхшы, һәм фторның adsorbsion процессы Langmuir изотермаль adsorption моделе белән туры килә. Моннан тыш, алуминадагы сульфат ионнарының пычраклыгы үрнәкләрнең сыйфатына да зур йогынты ясарга мөмкин. Сирәк җирдә үзгәртелгән алумина белән бәйле тикшеренүләр үткәрелсә дә, тикшеренүләрнең күбесе адсорбент процессына юнәлтелгән, аны сәнәгатьтә куллану кыен. Киләчәктә без цинк сульфат эремәсендә фтор комплексының аерылу механизмын өйрәнә алабыз. һәм фтор ионнарының миграция характеристикалары, цинк гидрометаллургия системасында цинк сульфат эремәсен дефлоризацияләү өчен эффектив, аз чыгымлы һәм яңартыла торган фтор ион адсорбентын алыгыз, һәм процесс белән идарә итү моделен булдырыгыз. сирәк җиргә нигезләнгән югары фтор эремәсен эшкәртү MA нано адсорбент.
3.2 Катализатор
3.2.1 Метанның коры реформасы
Сирәк җир күзәнәк материалларның кислотасын (төплеген) көйли, кислород вакансиясен арттыра һәм катализаторларны бердәм дисперсия, нанометр масштабы һәм тотрыклылыгы белән синтезлый ала. Бу еш кына асыл металлларга һәм CO2 метанизациясен катализацияләү өчен металлларга күчү өчен кулланыла. Хәзерге вакытта сирәк җир үзгәртелгән месопор материаллар метан коры реформага (MDR), VOC фотокаталитик деградациясенә һәм койрык газын чистартуга үсә. Дәрәҗәле металллар белән чагыштырганда (Pd, Ru, Rh һ.б.) һәм башка күчү металллары (мәсәлән). Co, Fe һ.б.), Ni / Al2O3 катализатор үзенең югары катализатор активлыгы һәм сайлап алу, югары тотрыклылык һәм метан өчен аз бәя өчен киң кулланыла. Шулай да, Ni / Al2O3lead өслегендә Ni нанопартикларының синтеринг һәм углерод чүпләнеше катализаторның тиз деактивациясенә кадәр. Шуңа күрә, тизләткеч өстәргә, катализатор йөртүчене үзгәртергә һәм катализатор активлыгын, тотрыклылыкны һәм януга каршы торуны яхшырту өчен әзерлек маршрутын яхшыртырга кирәк. Гомумән алганда, сирәк җир оксидлары гетероген катализаторларда структур һәм электрон промоутерлар буларак кулланылырга мөмкин, һәм CeO2 Ni дисперсиясен яхшырта һәм Ni металлының үзлекләрен көчле металл ярдәме белән үзгәртә.
MA металлларның таралуын көчәйтү өчен киң кулланыла, һәм агломерациясен булдырмас өчен актив металлларга тыю тәэмин итә. La2O3 югары кислород саклау сыйфаты белән конверсия процессында углерод каршылыгын көчәйтә, һәм La2O3 югары реформа эшчәнлеге һәм ныклыгы булган месопорус алуминада Co таралышын яклый. La2O3promoter Co / MA катализаторының MDR активлыгын арттыра, һәм Co3O4and CoAl2O4phases катализатор өслегендә барлыкка килә. Шулай да, югары таралган La2O3has кечкенә ашлык 8nm ~ 10nm. MDR процессында, La2O3 һәм CO2 формасында La2O2CO3mesophase арасындагы үзара бәйләнеш, бу катализатор өслегендә CxHy эффектив юкка чыгаруга этәргеч биргән. La2O3 электрон тыгызлыкны тәэмин итеп һәм 10% Co / MAда кислород вакансиясен көчәйтеп водородны киметә. La2O3 кушылуы CH4консумпциянең күренгән активлаштыру энергиясен киметә. Шуңа күрә, CH4 конверсия темплары 1073К Кда 93,7% ка артты, La2O3 кушылуы катализатор активлыгын яхшыртты, H2 кимүенә ярдәм итте, Co0 актив сайтлар санын арттырды, аз күләмле углерод җитештерде һәм кислород вакансиясен 73,3% ка арттырды.
Ce һәм Pr Ni / Al2O3 катализаторында Ли Сяофенгда тигез күләмле импреграция ысулы белән булыштылар. Ce һәм Pr кушылганнан соң, H2-ны сайлап алу һәм СОга сайлап алу кимеде. Pr тарафыннан үзгәртелгән MDR искиткеч катализатор сәләтенә ия иде, һәм H2-ның сайлылыгы 64,5% тан 75,6% ка кадәр артты, ә СОга сайлап алу 31,4% тан Пенг Шужинг һ.б. кулланылган сель-гель ысулы, Ce-үзгәртелгән MA алюминий изопропоксиды, изопропанол эретүче һәм серий селитрасы гексаидрат белән әзерләнгән. Продукциянең конкрет өслеге бераз артты. Ce кушылуы MA өслегендә таякка охшаган нанопартикларның агрегатын киметте. Кайбер гидроксил төркемнәре γ- Al2O3 өслегендә Ce кушылмалары белән капланган. МАның җылылык тотрыклылыгы яхшырды, һәм 1000 at 10 сәгать эчендә кальцинацияләнгәннән соң кристалл фаза үзгәреше булмады. Wang Baowei һ.б. CeO2-Al2O4by MA материалын әзерләү. CeO2 куб кечкенә бөртекләр алуминада бертөрле таралдылар. CeO2-Al2O4 буенча Co һәм Mo ярдәм иткәннән соң, алумина һәм Co һәм Mo актив компоненты арасындагы үзара бәйләнеш CEO2 тарафыннан эффектив тыелды.
Сирәк җирне пропагандалаучылар (La, Ce, y һәм Sm) MDR өчен Co / MA катализаторы белән берләштерелгән, һәм процесс инҗирдә күрсәтелгән. 3. сирәк очрый торган җир промоутерлары Co ташучыда Co дисперсиясен яхшырта һәм ко кисәкчәләренең агломерациясен тоткарлый ала. кисәкчәләр күләме кечерәк булса, Co-MA үзара бәйләнеш көчлерәк, YCo / MA катализаторында катализатор һәм синтеринг сәләте көчлерәк, һәм берничә промоутерның MDR эшчәнлегенә һәм углерод чүплегенә уңай тәэсире. 4 - 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 белән 8 сәгать эчендә HRTEM iMAge. Ко кисәкчәләре кара таплар формасында бар, MA йөртүчеләре соры формада бар, бу электрон тыгызлык аермасына бәйле. HRTEM образында 10% Co / MA (рәсем 4б), Co металл кисәкчәләренең агломерациясе машина йөртүчеләрдә күзәтелә. YCo / MA көчле Co-MA үзара бәйләнешкә ия, һәм аның синтеринг эше башка катализаторларга караганда яхшырак. өстәвенә, инҗирдә күрсәтелгәнчә. 4б - 4ф, буш углеродлы нановирлар (CNF) катализаторларда җитештерелә, алар газ агымы белән элемтәдә торалар һәм катализаторны деактивациядән саклыйлар.
Рәсем 3 Сирәк җир өслегенең физик һәм химик үзлекләренә һәм Co / MA катализаторының MDR катализатор эшенә тәэсире
3.2.2 Деоксидация катализаторы
Fe2O3 / Meso-CeAl, Ce-доплы Fe нигезендәге деоксидация катализаторы, 1-бутенны CO2as йомшак оксидан белән оксидиатив дегидроизацияләү белән әзерләнгән, һәм 1,3-бутадиен (BD) синтезында кулланылган. Ce алумина матрицасында бик таралган, һәм Fe2O3 / meso бик таралганFe2O3 / Meso-CeAl-100 катализаторы югары таралган тимер төрләренә һәм яхшы структур үзлекләренә ия түгел, шулай ук яхшы кислород саклау көченә ия, шуңа күрә ул яхшы adsorption һәм активлаштыру көченә ия. CO2. 5 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, TEM рәсемнәре Fe2O3 / Meso-CeAl-100 регуляр булуын күрсәтә. Бу MesoCeAl-100нең кортка охшаган канал структурасы иркен һәм күзәнәкле булуын күрсәтә, бу актив ингредиентларның таралуы өчен файдалы, югары таралган Ce алумина матрицасында уңышлы күчерелгән. Автомобильләрнең ультрак түбән эмиссия стандартына туры килгән асыл металл катализатор каплау материалы күзәнәк структурасын, яхшы гидротермик тотрыклылыкны һәм зур кислород саклау сыйфатын үстерде.
3.2.3 Транспорт чаралары өчен катализатор
Pd-Rh дүртенче алюминий нигезендә сирәк җир комплекслары AlCeZrTiOx һәм AlLaZrTiOx автомобиль катализаторы каплау материалларын алу өчен булышты. месопор алюминий нигезендә сирәк очрый торган Pd-Rh / ALC комплекслы CNG машинасының эскиз чистарту катализаторы буларак уңышлы кулланылырга мөмкин, һәм CNG машинасының эскиз газының төп компоненты CH4 конверсия эффективлыгы 97,8% тәшкил итә. ГидротерМал бер этаплы ысулны үз-үзеңне җыю өчен сирәк җир композицион материалын әзерләү өчен кабул ит, метастацион дәүләт һәм югары агрегатлы заказланган месопор прекурсорлар синтезланган, һәм RE-Al синтезы "кушылма үсеш берәмлеге" моделенә туры килгән. , шулай итеп, өч яклы катализатор конвертердан соң урнаштырылган автомобиль газын чистартуны тормышка ашыру.
4 нче рәсем HRTEM ма (а), Co / MA (b), LaCo / MA (c), CeCo / MA (d), YCo / MA (e) һәм SmCo / MA (f) рәсемнәре
Fe2O3 / Meso-CeAl-100 5-нче рәсем TEM рәсеме (A) һәм EDS элемент схемасы (b, c)
3.3 якты эш
Сирәк җир элементларының электроннары төрле энергия дәрәҗәләренә күчү һәм яктылык чыгару өчен бик дулкынланалар. Сирәк җир ионнары люминесцент материаллар әзерләү өчен еш кулланыла. Сирәк җир ионнары алюминий фосфатлы буш микросфералар өслегенә коприпитация ысулы һәм ион алмашу ысулы белән йөкләнергә мөмкин, һәм AlPO4∶RE (La, Ce, Pr, Nd) люминесцент материаллар әзерләнергә мөмкин. Люминесцент дулкын озынлыгы ультрафиолет төбәгендә. MA инерция, түбән диэлектрик тотрыклы һәм түбән үткәрүчәнлеге аркасында нечкә фильмнарда ясала, бу аны электр һәм оптик җайланмаларга, нечкә пленкаларга, киртәләргә, сенсорларга һ.б. куллана ала. җавапны сизү өчен бер үлчәмле фотоник кристаллар, энергия җитештерү һәм анти-чагылыш капламнары өчен кулланылырга. Бу җайланмалар оптик юл озынлыгы белән тупланган фильмнар, шуңа күрә реактив индексны һәм калынлыкны контрольдә тотарга кирәк. Хәзерге вакытта титан диоксиды һәм югары реактив индексы булган цирконий оксиды һәм түбән реактив индексы булган кремний диоксиды мондый җайланмаларны проектлау һәм төзү өчен еш кулланыла. . Төрле өслек химик үзенчәлекләре булган материалларның диапазоны киңәйтелә, бу алдынгы фотон сенсорларын эшләргә мөмкинлек бирә. Оптик җайланмалар дизайнында MA һәм оксигидроксид фильмнарын кертү зур потенциалны күрсәтә, чөнки реактив индекс кремний диоксиды белән охшаган. Ләкин химик үзлекләр төрле.
3.4 җылылык тотрыклылыгы
Температураның күтәрелүе белән синтеринг MA катализаторының куллану эффектына җитди йогынты ясый, һәм махсус өслек мәйданы кими һәм γ-Al2O3in кристалл фазасы δ һәм θ χ фазаларга әверелә. Сирәк җир материаллары яхшы химик тотрыклылыкка һәм җылылык тотрыклылыгына, югары яраклашуга, җиңел һәм арзан чималга ия. Сирәк җир элементларын өстәү җылылык тотрыклылыгын, югары температураның оксидлашу каршылыгын һәм йөртүченең механик үзлекләрен яхшырта ала, һәм ташучының өслек кислотасын көйли ала. La һәм Ce иң еш кулланыла торган һәм өйрәнелгән модификация элементлары. Лу Вайгуанг һәм башкалар сирәк җир элементларының кушылуы алумина кисәкчәләренең күп таралышына эффектив комачаулаганнарын ачыкладылар, La һәм Ce алумина өслегендәге гидроксил төркемнәрен сакладылар, синтеринг һәм фаза трансформациясен тыйдылар, һәм югары температураның месопор структурасына зыянын киметтеләр. . Әзерләнгән алумина һаман да югары специаль өслек мәйданына һәм күзәнәк күләменә ия. Шулай да, бик сирәк яки бик сирәк җир элементы алуминаның җылылык тотрыклылыгын киметәчәк. Ли Янкиу һ.б. 5% La2O3to γ-Al2O3 өстәде, бу җылылык тотрыклылыгын яхшыртты, күзәнәк күләмен һәм алумина йөртүченең махсус өслеген арттырды. 6-нчы рәсемнән күренгәнчә, La2O3 γ-Al2O3 өстәлде, сирәк җир композицион ташучының җылылык тотрыклылыгын яхшырту.
Нано-җепселле кисәкчәләрне La белән MA белән допинглау процессында, BET өслеге мәйданы һәм MA-La күзәнәк күләме җылылык белән эшкәртү температурасы күтәрелгәндә MAныкыннан югарырак, һәм La белән допинг югары синтерингта тоткарлыклы эффект күрсәтә. температура. инҗирдә күрсәтелгәнчә. 7, температураның күтәрелүе белән, La ашлык үсү һәм фаза үзгәрү реакциясен тоткарлый, инҗир. 7а һәм 7с нано-җепсел кисәкчәләренең туплануын күрсәтәләр. инҗир. 7б, 1200 at кальцинация ярдәмендә җитештерелгән зур кисәкчәләрнең диаметры якынча 100нм. Бу MA-ның зур синтерингын күрсәтә. Моннан тыш, MA-1200 белән чагыштырганда, MA-La-1200 җылылык белән эшкәртелгәннән соң җыелмый. Ла кушылу белән, нано-җепсел кисәкчәләре яхшырак синтерлау сәләтенә ия. хәтта югары кальцинация температурасында, допедлы La һаман да MA өслегендә бик таралган. La үзгәртелгән MA C3H8оксидация реакциясендә Pd катализаторы йөртүчесе буларак кулланылырга мөмкин.
6-нчы рәсем
MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) һәм MA-La-1200 (d) 7 TEM рәсемнәре.
4 Йомгаклау
Сирәк җирдә үзгәртелгән MA материалларын әзерләү һәм функциональ куллану барышы кертелә. Сирәк үзгәртелгән MA киң кулланыла. Каталитик куллануда, җылылык тотрыклылыгында һәм adsorptionда бик күп тикшеренүләр үткәрелсә дә, күп материалларның бәясе югары, допинг күләме аз, начар тәртип һәм индустриальләштерү авыр. Киләчәктә түбәндәге эшләрне башкарырга кирәк: сирәк үзгәртелгән МАның составын һәм структурасын оптимальләштерү, тиешле процессны сайлау, Функциональ үсеш белән танышу; Чыгымнарны киметү һәм сәнәгать җитештерүен тормышка ашыру өчен функциональ процесс нигезендә процесс белән идарә итү моделен булдыру; Кытайның сирәк җир ресурсларының өстенлекләрен арттыру өчен, без сирәк җир MA үзгәртү механизмын өйрәнергә, сирәк җир үзгәртелгән MA әзерләү теориясен һәм процессын яхшыртырга тиеш.
Фонд проекты: Шаньси фән һәм технология гомуми инновацион проект (2011KTDZ01-04-01); Шаньси өлкәсе 2019 махсус фәнни тикшеренүләр проекты (19JK0490); Хуакин көллиятенең 2020 махсус фәнни тикшеренү проекты, Си архитектура һәм технология университеты (20KY02)
Чыганак: сирәк җир
Пост вакыты: Июль-04-2022