Midis oksideve jo argjendtë, alumina ka veti të mira mekanike, rezistencë të lartë të temperaturës dhe rezistencë ndaj korrozionit, ndërsa alumina mesoporoze (MA) ka madhësi të rregullueshme të poreve, sipërfaqe të madhe sipërfaqësore, vëllim të madh të poreve dhe kosto të ulët të prodhimit, e cila përdoret gjerësisht në katalizë të kontrolluar, lëshimin e drogës, adsorption dhe fushat e tjera, siç janë plasaritjet, hidrodizimi dhe hidrodizimi i petroleve të papërpunuara. Alumina përdoret zakonisht në industri, por do të ndikojë drejtpërdrejt në aktivitetin e aluminit, jetën e shërbimit dhe selektivitetin e katalizatorit. Për shembull, në procesin e pastrimit të shkarkimit të automobilave, ndotësit e depozituar nga aditivët e vajit të motorit do të formojnë koks, i cili do të çojë në bllokimin e poreve të katalizatorit, duke zvogëluar kështu aktivitetin e katalizatorit. Surfactant mund të përdoret për të rregulluar strukturën e bartësit të aluminit për të formuar MA.PROPE performancën e saj katalitike.
MA ka efekt kufizimi, dhe metalet aktive çaktivizohen pas kalcifikimit të temperaturës së lartë. Për më tepër, pas kalcinimit të temperaturës së lartë, struktura mesoporale shembet, skeleti MA është në gjendje amorfe, dhe aciditeti sipërfaqësor nuk mund të përmbushë kërkesat e tij në fushën e funksionalizimit. Trajtimi i modifikimit shpesh është i nevojshëm për të përmirësuar aktivitetin katalitik, qëndrueshmërinë e strukturës mesopor, stabilitetin termik sipërfaqësor dhe aciditetin sipërfaqësor të materialeve MA. Grupet e modifikimit të zakonshëm përfshijnë heteroatomet metalike (Fe, CO, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etj. skelet.
Konfigurimi special i elektroneve të elementeve të rrallë të Tokës bën që komponimet e tij të kenë veti speciale optike, elektrike dhe magnetike, dhe përdoret në materiale katalitike, materiale fotoelektrike, materiale të adsorbimit dhe materiale magnetike. Materialet e rralla mesoporoze të modifikuara në tokë mund të rregullojnë pronën e acidit (alkali), të rrisin boshllëkun e oksigjenit dhe të sintetizojnë katalizatorin nanokristaline metalike me shpërndarje uniforme dhe shkallë të qëndrueshme nanometri. Materialet poroze të përshtatshme dhe tokat e rralla mund të përmirësojnë shpërndarjen sipërfaqësore të nanokristaleve metalike dhe rezistencën e stabilitetit të karbonit të katalizatorëve. Në këtë punim, modifikimi i rrallë i tokës dhe funksionalizimi i MA do të prezantohet për të përmirësuar performancën katalitike, stabilitetin termik, kapacitetin e ruajtjes së oksigjenit, zonën specifike të sipërfaqes dhe strukturën e poreve.
1 Përgatitja MA
1.1 Përgatitja e transportuesit të aluminit
Metoda e përgatitjes së transportuesit të aluminit përcakton shpërndarjen e strukturës së tij të poreve, dhe metodat e tij të zakonshme të përgatitjes përfshijnë metodën e dehidrimit pseudo-boehmite (PB) dhe metodën sol-gel. PseudoboeHmite (Pb) u propozua për herë të parë nga Calvet, dhe peptizimi i promovuar H+për të marrë γ-alooh koloid Pb që përmbante ujë interlayer, i cili ishte i kalcinuar dhe dehidratuar në temperaturë të lartë për të formuar aluminën. Sipas materialeve të ndryshme të para, ajo shpesh ndahet në metodën e reshjeve, metodën e karbonizimit dhe metodën e hidrolizës alkoolale.
PB zakonisht përgatitet me metodën e reshjeve. Alkali shtohet në tretësirë aluminate ose acid shtohet në tretësirë aluminate dhe precipitohet për të marrë alumin të hidratuar (reshjet alkalike), ose acidi shtohet në reshjet aluminate për të marrë monohidrate të aluminit, i cili më pas lahet, thahet dhe kalcinohet për të marrë PB. Metoda e reshjeve është e lehtë për tu operuar dhe me kosto të ulët, e cila shpesh përdoret në prodhimin industrial, por ndikohet nga shumë faktorë (pH i zgjidhjes, përqendrimi, temperatura, etj.) Dhe ajo gjendje për të marrë grimcë me shpërndarje më të mirë është e rreptë. Në metodën e karbonizimit, AL (OH) 3I të marra nga reagimi i CO2 dhe NAALO2, dhe Pb mund të merret pas plakjes. Kjo metodë ka avantazhet e funksionimit të thjeshtë, cilësinë e lartë të produktit, pa ndotje dhe kosto të ulët, dhe mund të përgatisë aluminën me aktivitet të lartë katalitik, rezistencë të shkëlqyeshme të korrozionit dhe sipërfaqe të lartë specifike me investime të ulëta dhe kthim të lartë. Metoda e hidrolizës së alkoksidit të alkoksidit shpesh përdoret për të përgatitur Pb me pastërti të lartë. Alkoksidi i aluminit hidrolizohet për të formuar monohidratin e oksidit të aluminit, dhe më pas trajtohet për të marrë Pb me pastërti të lartë, i cili ka kristalitet të mirë, madhësinë e grimcave uniforme, shpërndarjen e përqendruar të madhësisë së poreve dhe integritetin e lartë të grimcave sferike. Sidoqoftë, procesi është kompleks, dhe është e vështirë të rikuperohet për shkak të përdorimit të disa tretësve organikë toksikë.
Për më tepër, kripërat inorganike ose komponimet organike të metaleve zakonisht përdoren për përgatitjen e pararendësve të aluminit me metodë sol-xhel, dhe ujë të pastër ose tretës organikë shtohen për të përgatitur zgjidhje për të gjeneruar sol, i cili më pas gelled, tharë dhe pjekur. Aktualisht, procesi i përgatitjes së aluminit është ende i përmirësuar në bazë të metodës së dehidrimit të Pb, dhe metoda e karbonizimit është bërë metoda kryesore për prodhimin industrial të aluminit për shkak të ekonomisë së saj dhe mbrojtjes së mjedisit. ALUMINA e përgatitur me metodën SOL-GEL ka tërhequr shumë vëmendje për shkak të shpërndarjes së saj më të njëtrajtshme të madhësisë së poreve, e cila është një metodë e mundshme, por duhet të përmirësohet për të realizuar aplikimin industrial.
1.2 Përgatitja MA
Alumina konvencionale nuk mund të përmbushë kërkesat funksionale, kështu që është e nevojshme të përgatisni MA me performancë të lartë. Metodat e sintezës zakonisht përfshijnë: metodën nano-cast me mykun e karbonit si shabllon i vështirë; Sinteza e SDA: Procesi i vetë-montimit të shkaktuar nga avullimi (EISA) në prani të modeleve të buta si SDA dhe surfaktantëve të tjerë kationikë, anionikë ose jonionikë.
1.2.1 Procesi EISA
Modeli i butë përdoret në gjendje acid, i cili shmang procesin e komplikuar dhe kërkon kohë të metodës së membranës së fortë dhe mund të realizojë modulimin e vazhdueshëm të hapjes. Përgatitja e MA nga EISA ka tërhequr shumë vëmendje për shkak të disponueshmërisë dhe riprodhueshmërisë së saj të lehtë. Mund të përgatiten struktura të ndryshme mesoporoze. Madhësia e poreve të MA mund të rregullohet duke ndryshuar gjatësinë e zinxhirit hidrofobik të surfaktantit ose duke rregulluar raportin molar të katalizatorit të hidrolizës në pararendësin e aluminit në zgjidhje. Prandaj, Eisa, e njohur edhe si sinteza me një hap dhe modifikimi i sol-gelës së zonës së lartë të sipërfaqes së lartë dhe të porositur alumina (omA), është aplikuar me një hap të butë, të tilla, të tilla, të tilla, të rregulluara me sipërfaqe të lartë dhe të porositura me sipërfaqe të lartë dhe të porositura me sipërfaqe të lartë. triethanolamine (aaji), etj. EISA mund të zëvendësojë procesin e bashkë-montimit të pararendësve organoaluminum, siç janë alumini alkoksidet dhe shabllonet e surfactant, zakonisht izopropoksidi i aluminit dhe pinetja e aluminit dhe p123, për sigurimin e materialeve mesoporoze. Formuar nga micelet surfactant në sol.
Në procesin e EISA, përdorimi i tretësve jo ujorë (të tilla si etanoli) dhe agjentëve komplekse organike mund të ngadalësojnë në mënyrë efektive shkallën e hidrolizës dhe kondensimit të pararendësve organoalumin dhe të shkaktojnë vetë-montimin e materialeve OMA, siç është Al (OR) 3 dhe 3 dhe izopropoksidi i aluminit. Sidoqoftë, në tretësit jo-ujorë të paqëndrueshëm, shabllonet e surfaktantit zakonisht humbasin hidrofilitetin/hidrofobicitetin e tyre. Për më tepër, për shkak të vonesës së hidrolizës dhe polikondensimit, produkti i ndërmjetëm ka grup hidrofobik, gjë që e bën të vështirë bashkëveprimin me shabllonin surfaktant. Vetëm kur përqendrimi i surfaktantit dhe shkalla e hidrolizës dhe polikondensimit të aluminit gradualisht rriten në procesin e avullimit të tretësit mund të bëhet vetë-montimi i shabllonit dhe aluminit. Prandaj, shumë parametra që ndikojnë në kushtet e avullimit të tretësve dhe reagimin e hidrolizës dhe kondensimit të pararendësve, të tilla si temperatura, lagështia relative, katalizatori, shkalla e avullimit të tretësit, etj., Do të ndikojnë në strukturën përfundimtare të montimit. Siç tregohet në FIG. 1, Materialet OMA me stabilitet të lartë termik dhe performancë të lartë katalitike u sintetizuan nga vetë-montimi i shkaktuar nga avullimi i asistuar solvotermal (SA-EISA). Trajtimi solvotermal promovoi hidrolizën e plotë të pararendësve të aluminit për të formuar grupe hidroksil të aluminit me madhësi të vogël, të cilat përmirësuan ndërveprimin midis surfaktantëve dhe aluminit.TWO-dimensionale mezofaza gjashtëkëndore u formua në procesin EISA dhe u llogarit në 400 ℃ për të formuar materialin OMA. Në procesin tradicional të EISA, procesi i avullimit shoqërohet me hidrolizën e pararendësit organoalumin, kështu që kushtet e avullimit kanë një ndikim të rëndësishëm në reagimin dhe strukturën përfundimtare të OMA. Hapi i trajtimit solvotermal promovon hidrolizën e plotë të pararendësit të aluminit dhe prodhon grupe hidroksil të aluminit të grumbulluar pjesërisht të kondensuar. Krahasuar me MA të përgatitur me metodën tradicionale EISA, OMA e përgatitur me metodën SA-EISA ka vëllim më të lartë të poreve, sipërfaqe më të mirë specifike dhe stabilitet termik më të mirë. Në të ardhmen, metoda EISA mund të përdoret për të përgatitur MA të hapjes ultra të madhe me shkallë të lartë konvertimi dhe selektivitet të shkëlqyeshëm pa përdorur agjentin e ripërtëritjes.
Fig. 1 Grafiku i rrjedhës së metodës SA-EISA për sintetizimin e materialeve OMA
1.2.2 Proceset e tjera
Përgatitja konvencionale e MA kërkon kontroll të saktë të parametrave të sintezës për të arritur një strukturë të qartë mesoporore, dhe heqja e materialeve të shabllonit është gjithashtu sfiduese, e cila komplikon procesin e sintezës. Aktualisht, shumë literatura kanë raportuar sintezën e MA me shabllone të ndryshme. Vitet e fundit, hulumtimi u përqëndrua kryesisht në sintezën e MA me glukozë, saharozë dhe niseshte si shabllone nga izopropoksidi i aluminit në tretësirë ujore. Shumica e këtyre materialeve MA sintetizohen nga nitrat alumini, sulfat dhe alkoksid si burime alumini. Ma ctab gjithashtu merret me modifikimin e drejtpërdrejtë të Pb si burim alumini. MA me veti të ndryshme strukturore, d.m.th. Al2O3) -1, Al2O3) -2 dhe Al2O3 dhe kanë një stabilitet të mirë termik. Shtimi i surfactant nuk ndryshon strukturën e qenësishme kristal të Pb, por ndryshon mënyrën e grumbullimit të grimcave. Për më tepër, formimi i Al2O3-3 është formuar nga ngjitja e nanopartikujve të stabilizuar nga PEG tretës organik ose grumbullimi rreth PEG. Sidoqoftë, shpërndarja e madhësisë së poreve të Al2O3-1 është shumë e ngushtë. Për më tepër, katalizatorët me bazë palladium u përgatitën me MA sintetike si bartës. Në reaksionin e djegies së metanit, katalizatori i mbështetur nga Al2O3-3 tregoi performancë të mirë katalitike.
Për herë të parë, MA me shpërndarje relativisht të ngushtë të madhësisë së poreve u përgatit duke përdorur skorje të zezë të aluminit të zi dhe të pasur me alumin. Procesi i prodhimit përfshin procesin e nxjerrjes në temperaturë të ulët dhe presion normal. Grimcat e ngurta të mbetura në procesin e nxjerrjes nuk do të ndotin mjedisin, dhe mund të grumbullohen me rrezik të ulët ose të ripërdoren si mbushës ose agregat në aplikimin e betonit. Sipërfaqja specifike e MA e sintetizuar është 123 ~ 162m2/g, shpërndarja e madhësisë së poreve është e ngushtë, rrezja e pikut është 5.3nm, dhe poroziteti është 0.37 cm3/g. Materiali është me madhësi nano dhe madhësia e kristalit është rreth 11nm. Sinteza e gjendjes së ngurtë është një proces i ri për të sintetizuar MA, i cili mund të përdoret për të prodhuar absorbues radiokimik për përdorim klinik. Kloruri i aluminit, karbonati i amoniumit dhe glukoza Lëndët e para të përziera janë të përziera në një raport molar prej 1: 1.5: 1.5, dhe MA sintetizohet nga një reagim i ri mekaniko-kimik i gjendjes së ngurtë.By përqendrimi131i në pajisjet e baterisë termike, rendimenti i përgjithshëm i131i pas përqendrimit është 90%, dhe zgjidhja e marrë131i [nai] ka një radioaktive të lartë (1.7.7.7 Realizimi i përdorimit të kapsulave të mëdha doza131i [NAI] për trajtimin e kancerit të tiroides.
Për ta përmbledhur, në të ardhmen, modele të vogla molekulare mund të zhvillohen gjithashtu për të ndërtuar strukturat e poreve të porositura me shumë nivele, rregullojnë në mënyrë efektive strukturën, morfologjinë dhe vetitë kimike sipërfaqësore të materialeve, dhe për të gjeneruar sipërfaqe të mëdha dhe të porositura të krimbit MA. Eksploroni shabllone të lira dhe burime të aluminit, optimizoni procesin e sintezës, sqaroni mekanizmin e sintezës dhe drejtoni procesin.
Metoda e modifikimit të 2 Ma
Metodat e shpërndarjes në mënyrë të njëtrajtshme të përbërësve aktivë në transportuesin MA përfshijnë impregnimin, sinte-si në vend, reshjet, shkëmbimin e joneve, përzierjen mekanike dhe shkrirjen, ndër të cilat dy të parat janë më së shpeshti që përdoren.
2.1 Metoda e sintezës në vend
Grupet e përdorura në modifikimin funksional janë shtuar në procesin e përgatitjes së MA për të modifikuar dhe stabilizuar strukturën e skeletit të materialit dhe për të përmirësuar performancën katalitike. Procesi është treguar në Figurën 2. Liu et al. Sintetizuar Ni/MO-AL2O3in situ me P123 si shabllon. Të dy Ni dhe MO u shpërndanë në kanalet MA të porositura, pa shkatërruar strukturën mesopor të MA, dhe performanca katalitike u përmirësua qartë. Miratimi i një metode të rritjes në vend në një gamma-al2o3substrate të sintetizuar, krahasuar me γ-al2O3, mnO2-al2O3Has më të madhe sipërfaqe specifike të sipërfaqes dhe vëllimit të poreve, dhe ka një strukturë bimodale mesoporoze me shpërndarje të ngushtë të madhësisë së poreve. Shkalla e shpejtë e adsorbimit MNO2-AL2O3HAS dhe efikasiteti i lartë për F-, dhe ka një gamë të gjerë aplikimi pH (pH = 4 ~ 10), i cili është i përshtatshëm për kushte praktike të aplikimit industrial. Performanca e riciklimit të MNO2-AL2O3IS më e mirë se ajo e γ-al2O. Stabiliteti strukturor duhet të optimizohet më tej. Për ta përmbledhur, materialet e modifikuara të MA të marra nga sinteza në vend kanë rend të mirë strukturor, ndërveprim të fortë midis grupeve dhe transportuesve të aluminit, kombinimi i ngushtë, ngarkesa e madhe e materialit dhe nuk janë të lehta për të shkaktuar derdhjen e përbërësve aktivë në procesin e reagimit katalitik, dhe performanca katalitike është përmirësuar ndjeshëm.
Fig. 2 Përgatitja e MA e funksionalizuar nga sinteza në vend
2.2 Metoda e impregnimit
Zhytja e MA e përgatitur në grupin e modifikuar dhe marrja e materialit të modifikuar MA pas trajtimit, në mënyrë që të realizojë efektet e katalizës, adsorption dhe të ngjashme. Cai et al. Përgatitur MA nga p123 me metodë sol-gel, dhe e njomet në tretësirë etanol dhe tetraethylenepentamine për të marrë materiale MA të modifikuar amino me performancë të fortë të adsorption. Përveç kësaj, Belkacemi et al. zhytur në ZnCl2Solution nga i njëjti proces për të marrë materiale të modifikuara të modifikuara të Zinkut të Zinc. Krahasuar me metodën e sintezës në vend, metoda e impregnimit ka shpërndarje më të mirë të elementeve, strukturë të qëndrueshme mesoporore dhe performancë të mirë të adsorbimit, por forca e ndërveprimit midis përbërësve aktivë dhe bartësit të aluminit është i dobët, dhe aktiviteti katalitik ndërhyn lehtësisht nga faktorët e jashtëm.
3 përparim funksional
Sinteza e MA e rrallë e Tokës me veti të veçanta është tendenca e zhvillimit në të ardhmen. Aktualisht, ka shumë metoda të sintezës. Parametrat e procesit ndikojnë në performancën e MA. Zona specifike e sipërfaqes, vëllimi i poreve dhe diametri i poreve të MA mund të rregullohet sipas llojit të shabllonit dhe përbërjes pararendëse të aluminit. Temperatura e kalcinimit dhe përqendrimi i shabllonit polimer ndikojnë në sipërfaqen specifike të sipërfaqes dhe vëllimin e poreve të MA. Suzuki dhe Yamauchi zbuluan se temperatura e kalcifikimit ishte rritur nga 500 ℃ në 900 ℃. Hapja mund të rritet dhe zona e sipërfaqes mund të zvogëlohet. Për më tepër, trajtimi i rrallë i modifikimit të tokës përmirëson aktivitetin, qëndrueshmërinë termike sipërfaqësore, qëndrueshmërinë strukturore dhe aciditetin sipërfaqësor të materialeve MA në procesin katalitik dhe plotëson zhvillimin e funksionalizimit të MA.
3.1 DEFLUORINATINATION ADSORBENT
Fluori në ujë të pijshëm në Kinë është seriozisht i dëmshëm. Për më tepër, rritja e përmbajtjes së fluorit në zgjidhjen industriale të sulfatit të zinkut do të çojë në gërryerjen e pllakës së elektrodës, përkeqësimin e mjedisit të punës, rënien e cilësisë së zinkut elektrik dhe uljen e sasisë së ujit të ricikluar në sistemin e bërjes së acidit dhe procesin e elektrolizës së lëngut të lëngut të pjekur të pjekur. Aktualisht, metoda e adsorption është më tërheqëse midis metodave të zakonshme të defluorinimit të lagësht. Sidoqoftë, ka disa mangësi, siç janë kapaciteti i dobët i adsorption, diapazoni i ngushtë i disponueshëm i pH, ndotja sekondare etj. Karboni i aktivizuar, alumina amorfe, alumina e aktivizuar dhe adsorbentët e tjerë janë përdorur për defluorinim të ujit, por kostoja e adsorbents është e lartë, dhe kapaciteti i adsorption i zgjidhjes neutrale të F-in ose përqendrimit të lartë është i ulët. Alumina e aktivizuar është bërë më e lartë se i cili është bërë i varur nga pH i cili është duke u bërë më i gjatë, i cili është duke u bërë i varur nga pH i cili është bërë i varur nga pH, i cili është bërë që të jetë e kufizuar, e cila është bërë e kufizuar, e cila është bërë e kufizuar, e cila është bërë e kufizuar, e cila është bërë e kufizuar. Kapaciteti i adsorbimit të fluorit, dhe vetëm në pH <6 mund të ketë performancë të mirë të adsorbimit të fluorit.MA ka tërhequr vëmendje të gjerë në kontrollin e ndotjes së mjedisit për shkak të sipërfaqes së saj të madhe specifike, efektit unik të madhësisë së poreve, performancës së bazës së acidit, stabilitetit termik dhe mekanik. Kundu et al. Përgatitur MA me një kapacitet maksimal të adsorbimit të fluorit prej 62.5 mg/g. Kapaciteti i adsorbimit të fluorit të MA ndikohet shumë nga karakteristikat e tij strukturore, të tilla si sipërfaqja specifike, grupet funksionale sipërfaqësore, madhësia e poreve dhe madhësia totale e poreve. Rregullimi i strukturës dhe performanca e MA është një mënyrë e rëndësishme për të përmirësuar performancën e tij të adsorption.
Për shkak të acidit të fortë të LA dhe bazës së fortë të fluorit, ekziston një prirje e fortë midis LA dhe joneve të fluorit. Vitet e fundit, disa studime kanë zbuluar se LA si modifikues mund të përmirësojë kapacitetin e adsorption të fluorit. Sidoqoftë, për shkak të qëndrueshmërisë së ulët strukturore të adsorbentëve të rrallë të Tokës, tokat më të rralla janë lëshuar në zgjidhje, duke rezultuar në ndotje dytësore të ujit dhe dëmtim të shëndetit të njeriut. Nga ana tjetër, përqendrimi i lartë i aluminit në mjedisin e ujit është një nga helmet për shëndetin e njeriut. Prandaj, është e nevojshme të përgatisni një lloj adsorbent të përbërë me stabilitet të mirë dhe pa leaching ose më pak lëshim të elementeve të tjerë në procesin e heqjes së fluorit. MA e modifikuar nga LA dhe CE u përgatit me metodën e impregnimit (LA/MA dhe CE/MA). Oksidet e rralla të tokës u ngarkuan me sukses në sipërfaqen e MA për herë të parë, të cilat kishin performancë më të lartë të defluorinimit. Mekanizmat kryesorë të heqjes së fluorit janë adsorbimi elektrostatik dhe adsorbimi kimik Kapaciteti i adsorbimit të fluorit, LA/MA përmban më shumë vende të adsorbimit hidroksil, dhe kapaciteti i adsorbimit të F është në rendin e la/ma> ce/ma> ma. Me rritjen e përqendrimit fillestar, kapaciteti i adsorbimit të fluorit rritet. Efekti i adsorption është më i miri kur pH është 5 ~ 9, dhe procesi i adsorbimit të marrëveshjeve të fluorit me modelin e adsorbimit izotermik Langmuir. Për më tepër, papastërtitë e joneve të sulfatit në alumin gjithashtu mund të ndikojnë ndjeshëm në cilësinë e mostrave. Megjithëse është realizuar hulumtimi i lidhur me aluminin e rrallë të modifikuar në Tokë, shumica e hulumtimeve përqendrohen në procesin e adsorbentit, i cili është i vështirë të përdoret në mënyrë industriale. Në të ardhmen, ne mund të studiojmë mekanizmin e disociimit të kompleksit të fluorit të fluorit në solucionin e sulfatit të zinkut dhe karakteristikat e migracionit të zinkut të sulfatit të zbritjes, me kosto të ulët dhe të rinovueshme të fluorit të sulfatit të zinkut të Zinkës së Zinkimit të Zinkës së Zinkës së Zinkimit të Zinkës së Zinkimit të Zinkës së Zinkimit të Zinkimit të Zinkës së Zinkimit të Zinkimit të Zinkës së Zi, Sistemi i hidrometalurgjisë dhe krijoni një model të kontrollit të procesit për trajtimin e zgjidhjes së lartë të fluorit bazuar në tokën e rrallë MA Nano Adsorbent.
3.2 Katalizatori
3.2.1 Reformimi i thatë i metanit
Toka e rrallë mund të rregullojë aciditetin (bazësinë) e materialeve poroze, të rrisë vendin e lirë të oksigjenit dhe të sintetizojë katalizatorët me shpërndarje uniforme, shkallë nanometri dhe stabilitet. Shpesh përdoret për të mbështetur metale fisnike dhe metale tranzicioni për të katalizuar metanimin e CO2. Aktualisht, materialet mesoporore të rralla të modifikuara në tokë po zhvillohen drejt reformimit të thatë të metanit (MDR), degradimi fotokatalitik i VOC dhe pastrimi i gazit të bishtit.KOMPARA METALE Noble (siç është PD, RU, RH, etj.) Dhe metale të tjera të tranzicionit (siç është CO, Fe, etj.), Ni/al2O3Catalyst është gjerësisht për aktivitetin e tij më të lartë katalitik dhe selektivitetin e lartë, me kosto të lartë për me kosto të lartë dhe me kosto të ulët për me kosto të ulët. Sidoqoftë, shkrirja dhe depozitimi i karbonit i nanopartikujve Ni në sipërfaqen e Ni/Al2o3lead në çaktivizimin e shpejtë të katalizatorit. Prandaj, është e nevojshme të shtoni përshpejtuesin, të modifikoni transportuesin e katalizatorit dhe të përmirësoni rrugën e përgatitjes për të përmirësuar aktivitetin katalitik, stabilitetin dhe rezistencën e djegies. Në përgjithësi, oksidet e rralla të tokës mund të përdoren si nxitës strukturorë dhe elektronikë në katalizatorë heterogjenë, dhe CEO2MROPSPRES shpërndarjen e NI dhe ndryshon vetitë e NI metalike përmes ndërveprimit të fortë të mbështetjes së metaleve.
MA përdoret gjerësisht për të rritur shpërndarjen e metaleve dhe për të siguruar kufizime për metalet aktive për të parandaluar grumbullimin e tyre. LA2O3With kapaciteti i lartë i ruajtjes së oksigjenit rrit rezistencën e karbonit në procesin e konvertimit, dhe LA2O3promoton shpërndarjen e CO në aluminin mesoporor, i cili ka aktivitet të lartë reformues dhe rezistencë. La2O3Promoter rrit aktivitetin e MDR të katalizatorit CO/MA, dhe co3O4 dhe coal2O4fazat janë formuar në sipërfaqen e katalizatorit. Sidoqoftë, kokrrat e vogla të shpërndara La2O3has prej 8nm ~ 10nm. Në procesin e MDR, bashkëveprimi in-vend midis LA2O3 dhe CO2O2CO3MESOPHAZA E LA2O3 dhe CO2O2CO3MESOPHASE, e cila shkaktoi eleminimin efektiv të CXHY në sipërfaqen e katalizatorit. LA2O3PROMOT Reduktimi i hidrogjenit duke siguruar dendësi më të lartë të elektroneve dhe duke rritur vendet e lira të oksigjenit në 10%CO/mA. Shtimi i LA2O3REDUCED Energjia e dukshme e aktivizimit të CH4Consumit. Prandaj, shkalla e konvertimit të CH4 të rritur në 93.7% në 1073K K. Shtimi i LA2O3MPROVED aktivitetit katalitik, promovoi uljen e H2, rriti numrin e vendeve aktive të CO0, prodhoi më pak karbon të depozituar dhe rriti boshllëkun e oksigjenit në 73.3%.
CE dhe PR u mbështetën në Ni/Al2O3Catalyst me metodë të impregnimit të vëllimit të barabartë në li xiaofeng. Pas shtimit të CE dhe PR, selektiviteti në H2 -të hedhura dhe selektiviteti për CO u ul. MDR e modifikuar nga PR kishte aftësi të shkëlqyeshme katalitike, dhe selektiviteti për H2 -të hyrë nga 64.5% në 75.6%, ndërsa selektiviteti për CO u ul nga 31.4% Peng Shujing et al. Metoda e përdorur sol-xhel, MA e modifikuar me CE ishte përgatitur me izopropoksid alumini, tretës izopropanol dhe heksahidrat të nitrateve cerium. Sipërfaqja specifike e produktit u rrit paksa. Shtimi i CE uli grumbullimin e nanopartikujve të ngjashëm me shufra në sipërfaqen MA. Disa grupe hidroksil në sipërfaqen e γ- al2O3Were në thelb të mbuluara nga komponimet CE. Stabiliteti termik i MA u përmirësua, dhe asnjë transformim i fazës kristal nuk ka ndodhur pas kalcinimit në 1000 ℃ për 10 orë.Wang Baowei et al. Metoda e përgatitur e materialit MA CEO2-AL2O4BY COPRECIPITION. CEO2with kokrra të vogla kub u shpërnda në mënyrë uniforme në alumin. Pas mbështetjes së CO dhe MO në CEO2-AL2O4, bashkëveprimi midis aluminit dhe komponentëve aktivë Co dhe MO u frenua në mënyrë efektive nga CEO2
Promovuesit e rrallë të Tokës (LA, CE, Y dhe SM) janë të kombinuara me CO/MA katalizator për MDR, dhe procesi është treguar në FIG. 3. Promovuesit e rrallë të Tokës mund të përmirësojnë shpërndarjen e CO në bartësin MA dhe të pengojnë grumbullimin e grimcave CO. Sa më i vogël të jetë madhësia e grimcave, aq më e fortë është ndërveprimi bashkë-MA, aq më i fortë është aftësia katalitike dhe shkrirëse në katalizatorin YCO/MA, dhe efektet pozitive të disa promovuesve në aktivitetin e MDR dhe depozitimin e karbonit.FIG. 4 është një imazh HRTEM pas trajtimit të MDR në 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 për 8 orë. Grimcat CO ekzistojnë në formën e pikave të zeza, ndërsa transportuesit MA ekzistojnë në formën e gri, gjë që varet nga ndryshimi i densitetit të elektroneve. Në imazhin HRTEM me 10%CO/MA (Fig. 4B), aglomerimi i grimcave metalike CO është vërejtur në transportuesit MA Shtimi i promovuesit të rrallë të tokës zvogëlon grimcat e CO në 11.0nm ~ 12.5nm. YCO/MA ka një ndërveprim të fortë bashkë-MA, dhe performanca e tij e shkrirjes është më e mirë se katalizatorët e tjerë. Përveç kësaj, siç tregohet në Fig. 4B deri 4F, nanowires e karbonit të uritur (CNF) prodhohen në katalizatorë, të cilët mbajnë kontaktin me rrjedhën e gazit dhe parandalojnë çaktivizimin e katalizatorit.
Fig. 3 Efekti i shtimit të rrallë të tokës në vetitë fizike dhe kimike dhe performancën katalitike të MDR të katalizatorit CO/MA
3.2.2 Katalizatori i Deoksidimit
Fe2O3/meso-Ceal, një katalizator i deoksidimit me bazë CE-doped, u përgatit nga dehidrogjenizimi oksidativ i 1- buten me oksidues të butë CO2AS, dhe u përdor në sintezën e 1,3- butadiene (BD). CE u shpërnda shumë në matricën e aluminit, dhe Fe2O3/Meso ishte shumë shpërndarës2O3/meso-ceal-100 katalizator jo vetëm që ka specie hekuri të shpërndara shumë dhe veti të mira strukturore, por gjithashtu ka kapacitet të mirë të ruajtjes së oksigjenit, kështu që ka një adsorbim të mirë dhe kapacitet aktivizimi të CO2. Siç tregohet në Figurën 5, imazhet TEM tregojnë se Fe2O3/Meso-Ceal-100 është rregullisht tregon se struktura e kanalit të ngjashme me krimbin e mesoceal-100 është e lirshme dhe poroze, e cila është e dobishme për shpërndarjen e përbërësve aktivë, ndërsa CE shumë i shpërndarë me sukses është dopeduar me sukses në matricën e aluminit. Materiali i veshjes së katalizatorit metalik fisnik që takon standardin ultra të ulët të emetimit të automjeteve motorike ka zhvilluar strukturën e poreve, stabilitetin e mirë hidrotermik dhe kapacitetin e madh të ruajtjes së oksigjenit.
3.2.3 Katalizatori për automjete
PD-RH mbështeti komplekset e rralla të tokës me bazë alumini kuaternary të bazuara në alcezrtiox dhe allazrtiox për të marrë materiale të veshjes së katalizatorit automobilistik. Kompleksi i rrallë i tokës me bazë alumini me bazë alumini PD-RH/ALC mund të përdoret me sukses si një katalizator i pastrimit të shkarkimit të automjeteve CNG me qëndrueshmëri të mirë, dhe efikasiteti i konvertimit të CH4, përbërësi kryesor i gazit të shkarkimit të automjeteve CNG, është aq i lartë sa 97.8%. Miratimi i një metode hidrotermale me një hap për të përgatitur atë material të rrallë të tokës MA të përbërë për të realizuar vetë-montimin, pararendësit mesopor të porositur me gjendje të metastabile dhe grumbullimin e lartë u sintetizuan, dhe sinteza e ri-kalimit të konformuar me modelin e "njësisë së rritjes së përbërë", duke realizuar kështu pastrimin e pastrimit të automobilave pas-montuar të konvertuesit katalitik të ri-montuar.
Fig. 4 Imazhet HRTEM të MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) dhe SMCO/MA (F)
Fig. 5 Imazhi TEM (a) dhe diagrami i elementeve EDS (b, c) të Fe2O3/meso-ceal-100
3.3 Performanca e ndritshme
Elektronet e elementeve të rrallë të Tokës janë të ngazëllyer lehtësisht për kalimin midis niveleve të ndryshme të energjisë dhe lëshojnë dritën. Jonet e rralla të tokës shpesh përdoren si aktivizues për të përgatitur materiale lumineshente. Jonet e rralla të tokës mund të ngarkohen në sipërfaqen e mikrosferave të uritur të fosfatit të aluminit me metodën e koprecipitimit dhe metodën e shkëmbimit të joneve, dhe materialet lumineshente AlPO4∶re (LA, CE, PR, ND) mund të përgatiten. Gjatësia e valës lumineshente është në rajonin e afërt ultravjollcë.Ma është bërë në filma të hollë për shkak të inercisë së saj, përçueshmëri të ulët dielektrike të ulët dhe përçueshmëri të ulët, gjë që e bën atë të zbatueshëm për pajisjet elektrike dhe optike, filmat e hollë, barrierat, sensorët, etj. Mund të përdoret gjithashtu për përgjigjen ndjerë një kristale fotografike një-dimensionale, prodhimin e energjisë dhe veshjet anti-reflektim. Këto pajisje janë filma të grumbulluar me gjatësi të caktuar të rrugës optike, kështu që është e nevojshme të kontrolloni indeksin refraktiv dhe trashësinë. Gama e disponueshmërisë së materialeve me veti të ndryshme kimike sipërfaqësore është zgjeruar, gjë që bën të mundur hartimin e sensorëve të përparuar të fotonit. Futja e filmave MA dhe oxyhidroksidit në hartimin e pajisjeve optike tregon potencial të madh sepse indeksi refraktiv është i ngjashëm me atë të dioksidit të silikonit. Por vetitë kimike janë të ndryshme.
3.4 Stabiliteti termik
Me rritjen e temperaturës, shkrirja ndikon seriozisht në efektin e përdorimit të katalizatorit MA, dhe sipërfaqja specifike e sipërfaqes zvogëlohet dhe faza kristalore γ-al2O3in shndërrohet në fazat δ dhe θ në χ. Materialet e rralla të tokës kanë stabilitet të mirë kimik dhe stabilitet termik, përshtatshmëri të lartë dhe lëndë të para lehtësisht të disponueshme dhe të lira. Shtimi i elementeve të rrallë të Tokës mund të përmirësojë qëndrueshmërinë termike, rezistencën e oksidimit të temperaturës së lartë dhe vetitë mekanike të bartësit, dhe të rregullojë aciditetin sipërfaqësor të bartësit.la dhe CE janë elementët e modifikimit më të përdorur dhe të studiuar. Lu Weiguang dhe të tjerët zbuluan se shtimi i elementeve të rrallë të Tokës parandaloi në mënyrë efektive shpërndarjen pjesa më e madhe e grimcave të aluminit, LA dhe CE mbronin grupet hidroksil në sipërfaqen e aluminit, penguan shkrirjen dhe transformimin e fazës, dhe zvogëluan dëmtimin e temperaturës së lartë në strukturën mesoporoze. Alumina e përgatitur ka ende sipërfaqe të lartë të sipërfaqes specifike dhe vëllim të poreve. Sidoqoftë, shumë ose shumë pak element i rrallë i tokës do të zvogëlojë qëndrueshmërinë termike të aluminit. Li Yanqiu et al. shtoi 5% LA2O3TO γ-AL2O3, i cili përmirësoi qëndrueshmërinë termike dhe rriti vëllimin e poreve dhe sipërfaqen specifike të transportuesit të aluminit. Siç shihet nga figura 6, LA2O3ADDED në γ-AL2O3, përmirësoni qëndrueshmërinë termike të transportuesit të rrallë të përbërë nga toka.
Në procesin e dopingut grimcat nano-fibroze me LA në MA, zona e sipërfaqes së bastit dhe vëllimi i poreve të MA-la janë më të larta se ato të MA kur temperatura e trajtimit të nxehtësisë rritet, dhe doping me LA ka efekt të dukshëm vonues në shkrirjen në temperaturë të lartë. siç tregohet në FIG. 7, me rritjen e temperaturës, LA pengon reagimin e rritjes së grurit dhe transformimit të fazës, ndërsa Fig. 7A dhe 7C tregojnë akumulimin e grimcave nano-fibroze. Në FIG. 7b, diametri i grimcave të mëdha të prodhuara nga kalcifikimi në 1200 ℃ është rreth 100N .I shënon shkrirjen e konsiderueshme të MA. Përveç kësaj, krahasuar me MA-1200, MA-LA-1200 nuk grumbullohet pas trajtimit të nxehtësisë. Me shtimin e LA, grimcat nano-fibër kanë aftësi më të mirë për shkrirjen. Edhe në temperaturë më të lartë të kalcinimit, LA doped është akoma shumë e shpërndarë në sipërfaqen MA. MA e modifikuar në LA mund të përdoret si bartës i katalizatorit PD në reaksionin C3H8oxidy.
Fig. 6 Modeli i strukturës së aluminit të shkrirjes me dhe pa elementë të rrallë të tokës
Fig. 7 Imazhet TEM të MA-400 (A), MA-1200 (b), MA-LA-400 (C) dhe MA-LA-1200 (D)
4 Përfundim
Prezantohet përparimi i përgatitjes dhe aplikimit funksional të materialeve të rralla të modifikuara në tokë MA. MA e rrallë e modifikuar në tokë është përdorur gjerësisht. Megjithëse janë bërë shumë hulumtime në aplikimin katalitik, stabilitetin termik dhe adsorbimin, shumë materiale kanë kosto të lartë, sasi të ulët doping, rend të dobët dhe janë të vështira për t'u industrializuar. Puna e mëposhtme duhet të bëhet në të ardhmen: Optimizoni përbërjen dhe strukturën e MA të modifikuar të rrallë të Tokës, zgjidhni procesin e duhur, plotësoni zhvillimin funksional; Të krijojë një model të kontrollit të procesit bazuar në procesin funksional për të zvogëluar kostot dhe për të realizuar prodhimin industrial; Për të maksimizuar avantazhet e burimeve të rralla të Tokës në Kinë, ne duhet të eksplorojmë mekanizmin e modifikimit të rrallë të tokës, të përmirësojmë teorinë dhe procesin e përgatitjes së MA të rrallë të modifikuar në tokë.
Projekti i Fondit: Shaanxi Science and Technology Project Projekti i Përgjithshëm i Inovacionit (2011KTDZ01-04-01); Provinca Shaanxi 2019 Projekti i Kërkimit Shkencor Special (19JK0490); 2020 Projekti i Kërkimit Shkencor Special i Kolegjit Huaqing, Xi 'Një Universitet i Arkitekturës dhe Teknologjisë (20KY02)
Burimi: Tokë e rrallë
Koha e postimit: Korrik-04-2022