Printre oxizi non-silice, alumina are proprietăți mecanice bune, rezistență la temperatură ridicată și rezistență la coroziune, în timp ce alumina mezoporoasă (MA) are dimensiunea reglabilă a porilor, suprafață specifică mare, volum mare de porri și costuri scăzute de producție, care este utilizat pe scară largă în cataliză, eliberarea controlată de medicamente, adsorbarea și alte câmpuri, cum ar fi crack. este utilizat în mod obișnuit în industrie, dar va afecta direct activitatea aluminei, durata de viață a serviciului și selectivitatea catalizatorului. De exemplu, în procesul de purificare a evacuării automobilelor, poluanții depuși de la aditivii de ulei de motor vor forma cocs, ceea ce va duce la blocarea porilor catalizatorului, reducând astfel activitatea catalizatorului. Surfactantul poate fi utilizat pentru a regla structura purtătorului de alumină pentru a forma ma. -a îmbunătăți performanța catalitică.
MA are efect de constrângere, iar metalele active sunt dezactivate după calcinarea la temperaturi ridicate. În plus, după calcinarea la temperatură ridicată, structura mezoporoasă se prăbușește, scheletul MA este în stare amorfă, iar aciditatea de suprafață nu își poate îndeplini cerințele în domeniul funcționalizării. Tratamentul de modificare este adesea necesar pentru a îmbunătăți activitatea catalitică, stabilitatea structurii mezopore, stabilitatea termică a suprafeței și aciditatea de suprafață a materialelor MA. Grupurile de modificare comună includ heteroatomuri metalice (Fe, CO, Ni, Cu, Zn, PD, PT, ZR, etc.) și oxide metalice (TiO2, NIO, CO3O4, CUO, CU2O, RE2O7, etc. schelet.
Configurația specială de electroni a elementelor de pământ rare face ca compușii săi să aibă proprietăți optice, electrice și magnetice speciale și este utilizată în materiale catalitice, materiale fotoelectrice, materiale de adsorbție și materiale magnetice. Materialele mezopore modificate de pământ rar pot ajusta proprietatea acidului (alcalin), pot crește vacantul de oxigen și pot sintetiza catalizatorul nanocristalin metalic cu dispersie uniformă și o scară stabilă a nanometrului. Materialele poroase adecvate și pământurile rare pot îmbunătăți dispersia de suprafață a nanocristalelor metalice și stabilitatea și rezistența la depunerea de carbon a catalizatorilor. În această lucrare, va fi introdusă modificarea și funcționalizarea rară a pământului pentru a îmbunătăți performanța catalitică, stabilitatea termică, capacitatea de stocare a oxigenului, suprafața specifică și structura porilor.
1 MA Pregătire
1.1 Pregătirea transportatorului de alumină
Metoda de preparare a purtătorului de alumină determină distribuția structurii de pori, iar metodele sale comune de preparare includ metoda de deshidratare pseudo-boehmite (PB) și metoda Sol-Gel. Pseudoboehmite (PB) a fost propusă pentru prima dată de Calvet, iar H+a promovat peptizarea pentru a obține pb coloidal γ-alooh care conține apă inter-strat, care a fost calcinat și deshidratat la temperaturi ridicate pentru a forma alumină. Conform diferitelor materii prime, aceasta este adesea împărțită în metoda precipitațiilor, metoda de carbonizare și metoda de hidroliză alcooluminum. Solubilitatea coloidală a Pb este afectată de cristalinitate și este optimizată odată cu creșterea cristalinității și este afectată și de parametrii procesului de operare.
PB este de obicei preparat prin metoda precipitațiilor. Se adaugă alcalin în soluție de aluminat sau se adaugă acid în soluție de aluminat și precipitată pentru a obține alumină hidratată (precipitații alcaline), sau se adaugă acid în precipitații de aluminat pentru a obține alumina monohidrat, care este apoi spălat, uscat și calcinat pentru a obține Pb. Metoda precipitațiilor este ușor de operat și costuri scăzute, care este adesea utilizată în producția industrială, dar este influențată de mulți factori (pH -ul soluției, concentrația, temperatura, etc.) Și această condiție pentru obținerea particulelor cu o mai bună dispersionare este strictă. În metoda de carbonizare, Al (OH) 3S obținut prin reacția de CO2 și naalo2 și Pb poate fi obținut după îmbătrânire. Această metodă are avantajele funcționării simple, calitatea ridicată a produsului, fără poluare și costuri reduse și poate pregăti alumina cu activitate catalitică ridicată, rezistență excelentă la coroziune și suprafață specifică ridicată, cu investiții scăzute și un randament ridicat. Alcoxidul de aluminiu este hidrolizat pentru a forma monohidrat de oxid de aluminiu și apoi tratat pentru a obține PB de înaltă puritate, care are o cristalinitate bună, dimensiunea uniformă a particulelor, distribuția concentrată a mărimii porilor și integritatea ridicată a particulelor sferice. Cu toate acestea, procesul este complex și este dificil de recuperat din cauza utilizării anumitor solvenți organici toxici.
În plus, sărurile anorganice sau compușii organici ai metalelor sunt utilizate în mod obișnuit pentru prepararea precurgătorilor de alumină prin metoda sol-gel, iar apa pură sau solvenții organici sunt adăugați pentru a pregăti soluții pentru a genera SOL, care este apoi gelat, uscat și prăjit. În prezent, procesul de preparare al aluminei este încă îmbunătățit pe baza metodei de deshidratare PB, iar metoda de carbonizare a devenit principala metodă pentru producția de alumină industrială datorită economiei sale și a protecției mediului. Alumina pregătită prin metoda Sol-Gel a atras multă atenție datorită distribuției sale mai uniforme a porilor, care este o metodă potențială, dar trebuie să fie îmbunătățită pentru a realiza aplicarea industrială.
1,2 mA Preparat
Alumina convențională nu poate îndeplini cerințele funcționale, deci este necesar să se pregătească MA de înaltă performanță. Metodele de sinteză includ de obicei: metoda de nano-turnare cu matriță de carbon ca șablon dur; Sinteza SDA: Procesul de auto-asamblare indus de evaporare (EISA) în prezența șabloanelor moi, cum ar fi SDA și alți surfactanți cationici, anionici sau neionici.
1.2.1 Procesul EISA
Șablonul moale este utilizat în condiții acide, care evită procesul complicat și consumator de timp al metodei membranei dure și poate realiza modularea continuă a deschiderii. Pregătirea MA de Eisa a atras multă atenție datorită disponibilității și reproductibilității sale ușoare. Se pot pregăti diferite structuri mezoporoase. Mărimea porilor de MA poate fi ajustată prin modificarea lungimii lanțului hidrofob a surfactantului sau a reglarea raportului molar al catalizatorului de hidroliză la precursorul aluminiului în soluție. Prin urmare, EISA, cunoscut și sub denumirea de sinteză și modificare a modificării Sol-Gel de mare suprafață Ma și a comandat alumina mezopore (OMA), F12, a fost aplicată la diferite temple mesopore, precum P123, F12 Trietanolamină (TEA), etc. EISA poate înlocui procesul de co-asamblare a precursorilor organoaluminului, cum ar fi alcoxizi de aluminiu și șabloane de agent tensioactiv, de obicei izopropoxid de aluminiu și P123, pentru furnizarea de materiale mesopore. Dezvoltarea de succes a procesului EISA necesită o ajustare precisă a dezvoltării de hidroliză și a condensării kineticelor kineticeticeticeticetice pentru a obține s-a ajustat de hidrolizare și de condensare a kineticilor kineticetice de esesofase de condensare kinetică kinetică pentru a fi de dezvoltare a hidrolizei și a condensării kineticelor kineticeticeticeticeticetice de dezvoltare a mesofasei de condensare kinetică kinetică pentru a obține o scădere a hidrolizării Format din micelele surfactante în Sol.
În procesul EISA, utilizarea de solvenți non-ași (cum ar fi etanolul) și agenții de complexare organică poate încetini efectiv rata de hidroliză și condensare a precurgătorilor organoaluminului și poate induce auto-asamblarea materialelor OMA, cum ar fi Al (OR) 3 și izopropoxid de aluminiu. Cu toate acestea, în solvenții volatili non-apoși, șabloanele de agent tensioactiv își pierd de obicei hidrofilicitatea/hidrofobicitatea. În plus, din cauza întârzierii hidrolizei și a policondensării, produsul intermediar are grup hidrofob, ceea ce face dificilă interacțiunea cu șablonul de agent tensioactiv. Numai atunci când concentrația de agent tensioactiv și gradul de hidroliză și policondensare a aluminiului sunt treptat crescute în procesul de evaporare a solventului, poate avea loc autoasamblarea șablonului și a aluminiului. Prin urmare, mulți parametri care afectează condițiile de evaporare ale solvenților și reacția de hidroliză și condensare a precursorilor, cum ar fi temperatura, umiditatea relativă, catalizatorul, rata de evaporare a solventului etc., vor afecta structura finală a asamblării. Așa cum se arată în Fig. 1, materialele OMA cu o stabilitate termică ridicată și performanțe catalitice ridicate au fost sintetizate prin auto-asamblare indusă de evaporare asistată de solvoterm (SA-EISA). Tratamentul solvotermic a promovat hidroliza completă a precurgătorilor de aluminiu pentru a forma grupuri de aluminiu hidroxil de aluminiu de dimensiuni mici, ceea ce a îmbunătățit interacțiunea dintre surfactanți și aluminiu. În procesul tradițional EISA, procesul de evaporare este însoțit de hidroliza precursorului organoaluminum, astfel încât condițiile de evaporare au o influență importantă asupra reacției și a structurii finale a OMA. Etapa de tratament solvotermică promovează hidroliza completă a precursorului de aluminiu și produce grupuri hidroxil din aluminiu subuminiu parțial condensate. Moma este formată într -o gamă largă de condiții de evaporare. În comparație cu MA preparată prin metoda EISA tradițională, OMA preparată prin metoda SA-EISA are un volum de pori mai mare, o suprafață specifică mai bună și o stabilitate termică mai bună. În viitor, metoda EISA poate fi utilizată pentru a pregăti MA cu diafragmă ultra-mare, cu o rată de conversie ridicată și o selectivitate excelentă, fără a utiliza agentul de reaming.
Fig. 1 Diagrama de flux a metodei SA-EISA pentru sintetizarea materialelor OMA
1.2.2 Alte procese
Pregătirea convențională a MA necesită un control precis al parametrilor de sinteză pentru a obține o structură mezoporoasă clară, iar eliminarea materialelor de șablon este, de asemenea, dificilă, ceea ce complică procesul de sinteză. În prezent, multe literaturi au raportat sinteza MA cu diferite șabloane. În ultimii ani, cercetarea s -a concentrat în principal pe sinteza MA cu glucoză, zaharoză și amidon ca șabloane prin izopropoxid de aluminiu în soluție apoasă. Majoritatea acestor materiale MA sunt sintetizate din nitrat de aluminiu, sulfat și alcoxid ca surse de aluminiu. MA CTAB va fi obținută și prin modificarea directă a Pb ca sursă de aluminiu. MA cu diferite proprietăți structurale, adică Al2O3) -1, Al2O3) -2 și Al2O3 și are o stabilitate termică bună. Adăugarea de agent tensioactiv nu schimbă structura cristalină inerentă a PB, ci schimbă modul de stivuire a particulelor. În plus, formarea Al2O3-3 este formată prin adeziunea nanoparticulelor stabilizate de PEG de solvent organic sau agregarea în jurul PEG. Cu toate acestea, distribuția mărimii porilor AL2O3-1 este foarte restrânsă. În plus, catalizatorii pe bază de paladiu au fost preparați cu MA sintetică ca purtător. În reacția de combustie cu metan, catalizatorul susținut de Al2O3-3 a prezentat o performanță catalitică bună.
Pentru prima dată, MA cu o distribuție relativ restrânsă a dimensiunii porilor a fost preparată prin utilizarea de zgură neagră din aluminiu, bogată în aluminiu. Procesul de producție include procesul de extracție la temperatură scăzută și presiune normală. Particulele solide rămase în procesul de extracție nu vor polua mediul și pot fi îngrămădite cu risc scăzut sau reutilizate ca umplutură sau agregat în aplicare concretă. Suprafața specifică a MA sintetizată este de 123 ~ 162m2/g, distribuția mărimii porilor este îngustă, raza de vârf este de 5,3 nm, iar porozitatea este de 0,37 cm3/g. Materialul este de dimensiuni nano, iar dimensiunea cristalului este de aproximativ 11 nm. Sinteza în stare solidă este un nou proces pentru sintetizarea MA, care poate fi utilizată pentru a produce absorbant radiochimic pentru utilizare clinică. Clorura de aluminiu, carbonatul de amoniu și materiile prime cu glucoză sunt amestecate într-un raport molar de 1: 1,5: 1,5, iar MA este sintetizat de o nouă reacție mecanochimică în stare solidă. Realizarea utilizării capsulelor mari de dose131i [NAI] pentru tratamentul cancerului tiroidian.
Pentru a rezuma, în viitor, pot fi dezvoltate și șabloane moleculare mici pentru a construi structuri de pori ordonate pe mai multe niveluri, ajustați eficient structura, morfologia și proprietățile chimice de suprafață ale materialelor și generează o suprafață mare și o gaură de vierme ordonată. Explorați șabloane ieftine și surse de aluminiu, optimizați procesul de sinteză, clarificați mecanismul de sinteză și ghidați procesul.
Metoda de modificare a 2 Ma
Metodele de distribuire uniformă a componentelor active pe purtătorul de ma MA includ impregnarea, sythe-sis-ul in situ, precipitațiile, schimbul de ioni, amestecarea mecanică și topirea, printre care primele două sunt cele mai frecvent utilizate.
2.1 Metoda de sinteză in situ
Grupurile utilizate în modificarea funcțională sunt adăugate în procesul de pregătire a MA pentru a modifica și stabiliza structura scheletului materialului și pentru a îmbunătăți performanța catalitică. Procesul este prezentat în figura 2. Liu și colab. Ni/Mo-al2O3in sintetizat cu p123 ca șablon. Atât Ni, cât și MO au fost dispersate în canalele MA ordonate, fără a distruge structura mezoporă a MA, iar performanța catalitică a fost în mod evident îmbunătățită. Adoptarea unei metode de creștere in situ pe un gamma-al2O3substrat sintetizat, comparativ cu γ-Al2O3, MNO2-AL2O3HAS suprafață specifică mai mare a suprafeței și volum de pori și are o structură mezoporoasă bimodală, cu distribuție îngustă a mărimii porilor. MNO2-Al2O3HAS Rata de adsorbție rapidă și eficiență ridicată pentru F- și are un interval de aplicații de pH larg (pH = 4 ~ 10), care este potrivit pentru condiții practice de aplicare industrială. Performanța de reciclare a MnO2-al2O3is mai bună decât cea a stabilității structurale γ-Al2O. Trebuie să fie optimizată în continuare. În concluzie, materialele modificate MA obținute prin sinteza in situ au o bună ordine structurală, o interacțiune puternică între grupuri și purtători de alumină, o combinație strânsă, sarcină mare de materiale și nu sunt ușor de determinat vărsarea componentelor active în procesul de reacție catalitică, iar performanța catalitică este îmbunătățită în mod semnificativ.
Fig. 2 Pregătirea MA funcționalizată prin sinteza in-situ
2.2 Metoda de impregnare
Immerind MA -ul pregătit în grupul modificat și obținerea materialului MA modificat după tratament, astfel încât să realizeze efectele catalizei, adsorbției și altele asemenea. Cai și colab. Preparată MA de la P123 prin metoda Sol-Gel și l-a înmuiat în soluție de etanol și tetraetilenepentamină pentru a obține material de MA modificat cu amino cu performanțe puternice de adsorbție. În plus, Belkacemi și colab. S -a scufundat în ZnCl2Solution prin același proces pentru a obține materiale MA modificate dopate cu zinc. În comparație cu metoda de sinteză in-situ, metoda de impregnare are o mai bună dispersie a elementelor, o structură mezoporoasă stabilă și o bună performanță de adsorbție, dar forța de interacțiune între componentele active și purtătorul de alumină este slabă, iar activitatea catalitică este ușor de interferat de factori externi.
3 Progresul funcțional
Sinteza MA de pământ rară cu proprietăți speciale este tendința de dezvoltare în viitor. În prezent, există multe metode de sinteză. Parametrii procesului afectează performanța MA. Suprafața specifică, volumul porilor și diametrul porilor MA pot fi reglate prin tipul șablonului și compoziția precursorului de aluminiu. Temperatura de calcinare și concentrația șablonului de polimer afectează suprafața specifică și volumul porilor de MA. Suzuki și Yamauchi au descoperit că temperatura de calcinare a fost crescută de la 500 ℃ la 900 ℃. Deschiderea poate fi crescută și suprafața poate fi redusă. În plus, tratamentul rar de modificare a pământului îmbunătățește activitatea, stabilitatea termică a suprafeței, stabilitatea structurală și aciditatea de suprafață a materialelor MA în procesul catalitic și îndeplinește dezvoltarea funcționalizării MA.
3.1 Adsorbent de defluorinare
Fluorul din apa potabilă din China este grav dăunătoare. În plus, creșterea conținutului de fluor în soluția de sulfat de zinc industrial va duce la coroziunea plăcii de electrozi, la deteriorarea mediului de lucru, la scăderea calității zincului electric și la scăderea cantității de apă reciclată în sistemul de confecționare a acidului și la procesul de electroliză a cuptorului de pat fluidizat prăjind gazul de argin. În prezent, metoda de adsorbție este cea mai atractivă dintre metodele comune de defluorinare umedă. Cu toate acestea, există unele deficiențe, cum ar fi capacitatea de adsorbție slabă, gama de pH disponibilă, poluarea secundară și așa mai departe. Carbonul activat, alumina amorfă, alumina activată și alți adsorbanți au fost utilizate pentru defluorinarea apei, dar costul adsorbantilor este ridicat, iar capacitatea de adsorbție a soluției F-in neutre sau a concentrației ridicate este scăzută. Alumina activată a devenit cea mai mare studiată adsorbant pentru eliminarea fluorului, din cauza unei afecțiuni ridicate și a selectivității de la rafinarea fluorului, în ceea ce privește eliminarea fluorului de fluor, în ceea ce privește ridicarea și selecția la selectivitate a fluoridei, în ceea ce privește eliminarea neutră a ph-ului. Capacitate slabă de adsorbție a fluorurii și numai la pH <6 poate avea o bună performanță de adsorbție a fluorului .Ma a atras atenția largă în controlul poluării mediului, datorită suprafeței sale specifice, efectului unic de mărime a porilor, performanța acid-bazei, stabilitate termică și mecanică. Kundu și colab. MA preparată cu o capacitate maximă de adsorbție cu fluor de 62,5 mg/g. Capacitatea de adsorbție de fluor a MA este influențată foarte mult de caracteristicile sale structurale, cum ar fi suprafața specifică, grupurile funcționale de suprafață, dimensiunea porilor și dimensiunea totală a porilor.
Datorită acidului dur al LA și a bazicității dure a fluorului, există o afinitate puternică între ionii LA și fluor. În ultimii ani, unele studii au descoperit că LA ca modificator poate îmbunătăți capacitatea de adsorbție a fluorului. Cu toate acestea, din cauza stabilității structurale scăzute a adsorbanților de pământ rari, mai multe pământuri rare sunt scurse în soluție, ceea ce duce la poluarea secundară a apei și daunează sănătății umane. Pe de altă parte, o concentrație mare de aluminiu în mediul apei este una dintre otrăvurile pentru sănătatea umană. Prin urmare, este necesar să se pregătească un fel de adsorbant compozit, cu o stabilitate bună și fără scurgeri sau mai puțin scurgerea altor elemente în procesul de eliminare a fluorului. MA modificată de LA și CE a fost pregătită prin metoda de impregnare (LA/MA și CE/MA). rare earth oxides were successfully loaded on MA surface for the first time, which had higher defluorination performance.The main mechanisms of fluorine removal are electrostatic adsorption and chemical adsorption, the electron attraction of surface positive charge and ligand exchange reaction combines with surface hydroxyl, the hydroxyl functional group on the adsorbent surface generates hydrogen bond with F-, the modification of La and Ce improves the Capacitatea de adsorbție a fluorului, LA/MA conține mai multe site -uri de adsorbție hidroxil, iar capacitatea de adsorbție a F este de ordinul LA/MA> CE/MA> MA. Odată cu creșterea concentrației inițiale, capacitatea de adsorbție a fluorului crește. Efectul de adsorbție este cel mai bun atunci când pH -ul este de 5 ~ 9, iar procesul de adsorbție a fluorului este în acord cu modelul de adsorbție izotermă Langmuir. În plus, impuritățile ionilor de sulfat în alumină pot afecta în mod semnificativ și calitatea probelor. Deși au fost efectuate cercetările aferente asupra aluminei rare modificate pe pământ, cea mai mare parte a cercetării se concentrează pe procesul de adsorbent, care este dificil de utilizat industrial. În viitor, putem studia mecanismul de disociere a complexului fluor în soluție de sulfat de zinc și caracteristicile de migrație ale ionilor fluor, obținând eficiență, de fluor de fluor de fluor eficient, de defalinare a soluției de fluor de fluor zinc, de defalinie, de fluor de fluor zinc, de deflelin, de fluor de fluor zinc. Sistem de hidrometalurgie de zinc și stabiliți un model de control al proceselor pentru tratarea soluției de fluor ridicat bazată pe adsorbentul rar de mamă de pământ.
3.2 Catalizator
3.2.1 Reformarea uscată a metanului
Pământul rar poate ajusta aciditatea (bazicitatea) materialelor poroase, crește posturile vacante de oxigen și sintetizează catalizatorii cu dispersie uniformă, scară nanometrică și stabilitate. Este adesea utilizat pentru a sprijini metale nobile și metale de tranziție pentru a cataliza metanarea CO2. În prezent, materialele mezoporoase modificate de pământ rare se dezvoltă spre reformarea uscată a metanului (MDR), degradarea fotocatalitică a COV -urilor și purificarea gazelor de coadă.Compate cu metale nobile (cum ar fi PD, RU, RH, etc.), iar alte metale de tranziție (cum ar fi CO, Fe, etc.), Ni/Al2O3Catalyst și este utilizat pe scară largă. Cu toate acestea, sinterizarea și depunerea de carbon a nanoparticulelor Ni pe suprafața Ni/AL2O3 au plecat la dezactivarea rapidă a catalizatorului. Prin urmare, este necesar să se adauge accelerant, să modifice purtătorul de catalizator și să îmbunătățim ruta de preparare pentru a îmbunătăți activitatea catalitică, stabilitatea și rezistența la scorch. În general, oxizii de pământ rari pot fi folosiți ca promotori structurali și electronici în catalizatori eterogeni, iar CEO2IMPROVESS dispersia Ni și schimbă proprietățile NI metalice prin interacțiunea puternică de susținere a metalelor.
MA este utilizat pe scară largă pentru a spori dispersia metalelor și pentru a oferi restricții pentru metale active pentru a preveni aglomerarea acestora. LA2O3 Cu o capacitate ridicată de stocare a oxigenului îmbunătățește rezistența la carbon în procesul de conversie, iar LA2O3 promovează dispersia CO asupra aluminei mezopore, care are o activitate de reformă ridicată și rezistență. La2O3Promoter crește activitatea MDR a catalizatorului CO/MA, iar Coal2O4phaze Co3O4 și Coal2O4 se formează pe suprafața catalizatorului. Cu toate acestea, cele mai dispersate boabe La2O3HAS mici de 8nm ~ 10nm. În procesul MDR, interacțiunea in situ între LA2O3 și CO2-format LA2O2CO3MOFASE, care a indus eliminarea eficientă a CXHY pe suprafața catalizatorului. LA2O3Promote Reducerea hidrogenului prin furnizarea de densitate mai mare a electronilor și îmbunătățirea postului vacant de oxigen în 10%Co/MA. Adăugarea de LA2O3reduce energia aparentă de activare a CH4Consumului. Prin urmare, rata de conversie a CH4Ra a crescut la 93,7% la 1073K K. Adăugarea LA2O3 a îmbunătățit activitatea catalitică, a promovat reducerea H2, a crescut numărul de situri active CO0, a produs mai puțin carbon depus și a crescut vacantul de oxigen la 73,3%.
CE și PR au fost susținute pe Ni/Al2O3Catalizator prin metoda de impregnare a volumului egal în Li Xiaofeng. După adăugarea CE și PR, selectivitatea la H2 crescută și selectivitatea la CO a scăzut. MDR modificat de PR a avut o capacitate catalitică excelentă, iar selectivitatea la H2 a crescut de la 64,5% la 75,6%, în timp ce selectivitatea la CO a scăzut de la 31,4% Peng Shujing et al. Metoda sol-gel utilizată, MA modificată CE a fost preparată cu izopropoxid de aluminiu, solvent de izopropanol și hexahidrat de nitrat de ceriu. Suprafața specifică a produsului a fost ușor crescută. Adăugarea CE a redus agregarea nanoparticulelor asemănătoare cu tije pe suprafața MA. Unele grupe hidroxil pe suprafața γ-al2O3 au fost acoperite practic de compușii CE. Stabilitatea termică a MA a fost îmbunătățită și nu a avut loc nicio transformare în faza de cristal după calcinare la 1000 ℃ timp de 10 ore. Wang Baowei și colab. Metoda de coprecipitare CEO2-Al2O4BY preparată MA. CEO2 cu cereale minuscule cubice au fost dispersate uniform în alumină. După ce au susținut CO și MO pe CEO2-Al2O4, interacțiunea dintre alumină și componenta activă CO și MO a fost inhibată eficient de CEO2
Promotorii de pământ rar (LA, CE, Y și SM) sunt combinați cu catalizatorul Co/MA pentru MDR, iar procesul este prezentat în fig. 3. Promotorii rari ai Pământului pot îmbunătăți dispersia CO asupra purtătorului de MA și pot inhiba aglomerarea particulelor de CO. Cu cât este mai mică dimensiunea particulelor, cu atât interacțiunea co-MA este mai puternică, cu atât este mai puternică capacitatea catalitică și de sinterizare în catalizatorul YCO/MA și efectele pozitive ale mai multor promotori asupra activității MDR și a depunerii de carbon.fig. 4 este o imagine HRTEM după tratamentul MDR la 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3,1 timp de 8 ore. Particulele de CO există sub formă de pete negre, în timp ce purtătorii de MA există sub formă de gri, ceea ce depinde de diferența de densitate a electronilor. În imaginea HRTEM cu 10%CO/MA (Fig. 4B), aglomerația particulelor de metal CO este observată pe transportatorii Ma, adăugarea de un promotor rar de pământ reduce particulele de CO la 11,0nm ~ 12,5nm. YCO/MA are o interacțiune puternică de co-MA, iar performanța sa de sinterizare este mai bună decât alți catalizatori. În plus, așa cum se arată în Fig. 4B până la 4F, nanofire de carbon gol (CNF) sunt produse pe catalizatori, care se mențin în contact cu fluxul de gaz și împiedică dezactivarea catalizatorului.
Fig. 3 Efectul adăugării rare a pământului asupra proprietăților fizice și chimice și a performanței catalitice MDR a catalizatorului Co/MA
3.2.2 Catalizator de dezoxidare
FE2O3/Meso-Cal, un catalizator de deoxidare pe bază de FE dopat CE, a fost preparat prin deshidrogenarea oxidativă a 1- buten cu oxidant moale CO2AS și a fost utilizată în sinteza 1,3- butadiene (BD). CE a fost extrem de dispersat în matricea de alumină, iar FE2O3/Meso a fost extrem de dispersatFe2O3/Meso-Cal-100 catalizator, nu numai că are specii de fier extrem de dispersate și proprietăți structurale bune, dar are și o capacitate bună de stocare a oxigenului, deci are o bună capacitate de adsorbție și de activare a CO2. Așa cum se arată în figura 5, imaginile TEM arată că Fe2O3/Meso-Cal00-100 este regulat arată că structura canalului de viermi a mesoceal-100 este liberă și poroasă, ceea ce este benefic pentru dispersia ingredientelor active, în timp ce CE extrem de dispersat este dopat cu succes în matricea de alumină. Materialul de acoperire a catalizatorului de metal nobil care îndeplinește standardul de emisie ultra-scăzut al autovehiculelor a dezvoltat structura porilor, o bună stabilitate hidrotermică și o capacitate mare de stocare a oxigenului.
3.2.3 Catalizator pentru vehicule
Complexe rare ale pământului rare pe bază de aluminiu, susținute de PD-RH, Alcezrtiox și Allazrtiox, pentru a obține materiale de acoperire a catalizatorului auto. PD-RH/ALC rare pe bază de aluminiu mezoporos poate fi utilizat cu succes ca catalizator de purificare a evacuării vehiculului CNG, cu o durabilitate bună, iar eficiența de conversie a CH4, componenta principală a gazului de evacuare a vehiculului CNG este de până la 97,8%. Adoptați o metodă hidrotermică cu un pas pentru a pregăti acel material compozit de mamă rar pentru a realiza auto-asamblare, precursori mezopori ordonați cu starea metastabilă și agregare ridicată au fost sintetizate, iar sinteza re-real a fost conform modelului de „unitate de creștere compusă”, realizând astfel purificarea eșapamentului automat de eșapament post-montate conversant catalitic în trei căi.
Fig. 4 Imagini HRTEM ale MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) și SMCO/MA (F)
Fig. 5 Imaginea TEM (A) și EDS Diagrama elementului (B, C) din Fe2O3/Meso-CO-100
3.3 Performanță luminoasă
Electronii elementelor de pământ rare sunt ușor excitați la tranziția între diferite niveluri de energie și emit lumină. Ionii de pământ rari sunt adesea folosiți ca activatori pentru a pregăti materiale luminiscente. Ionii de pământ rari pot fi încărcați pe suprafața microsferelor goale de fosfat de aluminiu prin metoda de coprecipitare și metoda de schimb de ioni, iar materialele luminiscente Alpo4∶ (LA, CE, PR, ND) pot fi pregătite. Lungimea de undă luminescentă se află în regiunea aproape ultravioletă.Ma este făcută în pelicule subțiri datorită inerției sale, constantei dielectrice scăzute și conductivității scăzute, ceea ce o face aplicabilă dispozitivelor electrice și optice, filme subțiri, bariere, senzori, etc. Aceste dispozitive sunt filme stivuite cu o lungime a căii optice definite, de aceea este necesar să se controleze indicele de refracție și grosimea. La prezent, dioxidul de titan și oxidul de zirconiu cu un indice de refracție ridicat și dioxid de siliciu cu un indice de refracție scăzut sunt adesea utilizate pentru a proiecta și construi astfel de dispozitive. Gama de materiale de disponibilitate cu proprietăți chimice de suprafață diferite este extinsă, ceea ce face posibilă proiectarea senzorilor de fotoni avansați. Introducerea filmelor MA și oxidroxid în proiectarea dispozitivelor optice arată un potențial mare, deoarece indicele de refracție este similar cu cel al dioxidului de siliciu. Dar proprietățile chimice sunt diferite.
3.4 Stabilitatea termică
Odată cu creșterea temperaturii, sinterizarea afectează serios efectul de utilizare al catalizatorului de MA, iar suprafața specifică scade și faza cristalină γ-Al2O3in se transformă în faze Δ și θ în χ. Materialele de pământ rare au o stabilitate chimică bună și stabilitate termică, adaptabilitate ridicată și materii prime ușor disponibile și ieftine. Adăugarea elementelor rare ale pământului poate îmbunătăți stabilitatea termică, rezistența la oxidare la temperatură ridicată și proprietățile mecanice ale purtătorului și să regleze aciditatea de suprafață a purtătorului.LA și CE sunt elementele de modificare cele mai utilizate și studiate. Lu Weiguang și alții au descoperit că adăugarea de elemente de pământ rare a împiedicat efectiv difuzarea în vrac a particulelor de alumină, LA și CE a protejat grupările hidroxil pe suprafața aluminei, a inhibat sinterizarea și transformarea fazelor și a redus daunele temperaturii ridicate la structura mezoporă. Alumina preparată are încă o suprafață specifică ridicată și un volum de pori. Cu toate acestea, prea mult sau prea puțin elementul de pământ rar va reduce stabilitatea termică a aluminei. Li Yanqiu și colab. S-a adăugat 5% LA2O3TO γ-Al2O3, ceea ce a îmbunătățit stabilitatea termică și a crescut volumul porilor și suprafața specifică a purtătorului de alumină. După cum se poate observa din figura 6, LA2O3ADDED la γ-Al2O3, îmbunătățiți stabilitatea termică a purtătorului rar compus de pământ.
În procesul de dopare a particulelor nano-fibroase cu LA până la MA, suprafața BET și volumul porilor de Ma-LA sunt mai mari decât cele ale MA atunci când temperatura de tratament termic crește, iar dopajul cu LA are un efect de retardare evident asupra sinterizării la temperaturi ridicate. așa cum se arată în Fig. 7, odată cu creșterea temperaturii, LA inhibă reacția creșterii cerealelor și a transformării fazelor, în timp ce Fig. 7a și 7c arată acumularea de particule nano-fibroase. În fig. 7b, diametrul particulelor mari produse prin calcinare la 1200 ℃ este de aproximativ 100nm. Marchează sinterizarea semnificativă a MA. În plus, în comparație cu MA-1200, MA-LA-1200 nu se agregă după tratamentul termic. Odată cu adăugarea de LA, particulele de nano-fibră au o capacitate de sinterizare mai bună. Chiar și la o temperatură de calcinare mai mare, LA dopat este încă extrem de dispersat pe suprafața MA. MA modificată LA poate fi utilizat ca purtător al catalizatorului PD în reacția C3H8OXIDAȚIE.
Fig. 6 Model de structură al aluminei de sinterizare cu și fără elemente de pământ rare
Fig. 7 Imagini TEM ale MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) și MA-LA-1200 (D)
4 Concluzie
Progresul pregătirii și aplicarea funcțională a materialelor MA modificate de pământ rar este introdus. MA modificată de pământ rar este utilizată pe scară largă. Deși s -au făcut o mulțime de cercetări în aplicarea catalitică, stabilitatea termică și adsorbția, multe materiale au costuri ridicate, cantitate scăzută de dopaj, ordine slabă și sunt dificil de industrializat. Următoarea lucrare trebuie făcută în viitor: optimizați compoziția și structura MA modificată de pământ rar, selectați procesul corespunzător, îndepliniți dezvoltarea funcțională; Stabilirea unui model de control al proceselor bazat pe procesul funcțional pentru a reduce costurile și a realiza producția industrială; Pentru a maximiza avantajele resurselor rare ale Pământului din China, ar trebui să explorăm mecanismul modificării rare a MA, să îmbunătățim teoria și procesul de pregătire a mamei rare modificate pe pământ.
Proiect de fond: SHAANXI Science and Technology Project Inovație generală (2011KTDZ01-04-01); Proiectul Shaanxi Provincia 2019 Proiect de cercetare științifică specială (19JK0490); 2020 Proiectul de cercetare științifică specială al Huaqing College, XI 'Un University of Architecture and Technology (20Ky02)
Sursa: Pământ rar
Timpul post: 04-2022 iulie