Kabilang sa mga di-siliceous oxides, ang alumina ay may mahusay na mga katangian ng mekanikal, ang mataas na temperatura na paglaban at paglaban ng kaagnasan, habang ang mesoporous alumina (MA) ay may adjustable na laki ng butas, malaking tiyak na lugar ng ibabaw, malaking dami ng pore at mababang gastos sa produksyon, na kung saan ay malawak na ginagamit sa catalysis, kinokontrol na paglabas ng gamot, adsorption at iba pang mga patlang, tulad ng pag-crack, hydrocracking at hydrodesulfurization ng petrolyo raw raws. Ang alumina ay karaniwang ginagamit sa industriya, ngunit direktang makakaapekto ito sa aktibidad ng alumina, ang buhay ng serbisyo at pagpili ng katalista. Halimbawa, sa proseso ng paglilinis ng sasakyan ng sasakyan, ang mga naideposito na pollutant mula sa mga additives ng langis ng engine ay bubuo ng Coke, na hahantong sa pagbara ng mga catalyst pores, sa gayon binabawasan ang aktibidad ng katalista. Ang Surfactant ay maaaring magamit upang ayusin ang istraktura ng alumina carrier upang mabuo ang ma.improve ang pagganap ng catalytic nito.
Ang MA ay may epekto ng pagpilit, at ang mga aktibong metal ay na-deactivate pagkatapos ng mataas na temperatura na pagkalkula. Bilang karagdagan, pagkatapos ng mataas na temperatura na pagkalkula, ang mesoporous na istraktura ay gumuho, ang kalansay ng MA ay nasa amorphous state, at ang acidity ng ibabaw ay hindi maaaring matugunan ang mga kinakailangan nito sa larangan ng pag-andar. Ang paggamot sa pagbabago ay madalas na kinakailangan upang mapagbuti ang aktibidad ng catalytic, mesoporous na istraktura ng istraktura, katatagan ng thermal sa ibabaw at acidity ng ibabaw ng mga materyal na MA, Zn, PD, PT, ZR, atbp.) At metal oxides (TiO2, NIO, CO3O4, CUO, CU2O, RE2O7, balangkas.
Ang espesyal na pagsasaayos ng elektron ng mga bihirang elemento ng lupa ay gumagawa ng mga compound nito ay may mga espesyal na optical, electrical at magnetic na mga katangian, at ginagamit sa mga materyales na catalytic, mga photoelectric na materyales, mga materyales sa adsorption at magnetic material. Ang mga bihirang Earth na binagong mesoporous na materyales ay maaaring ayusin ang pag -aari ng acid (alkali), dagdagan ang bakanteng oxygen, at synthesize ang metal nanocrystalline catalyst na may pantay na pagpapakalat at matatag na nanometer scale.Pagtatapat na mga porous na materyales at bihirang mga lupa ay maaaring mapabuti ang pagkakalat ng ibabaw ng metal nanocrystals at ang katatagan at paglaban ng carbon deposition ng mga catalysts. Sa papel na ito, ang bihirang pagbabago ng lupa at pag -andar ng MA ay ipakilala upang mapabuti ang pagganap ng catalytic, thermal stabil, kapasidad ng imbakan ng oxygen, tiyak na lugar ng ibabaw at istraktura ng butas.
1 MA Paghahanda
1.1 Paghahanda ng alumina carrier
Ang paraan ng paghahanda ng alumina carrier ay tumutukoy sa pamamahagi ng istraktura ng butas nito, at ang mga karaniwang pamamaraan ng paghahanda nito ay kasama ang pseudo-boehmite (PB) na pamamaraan ng pag-aalis ng tubig at pamamaraan ng sol-gel. Ang Pseudoboehmite (PB) ay unang iminungkahi ng Calvet, at ang H+ay nagtaguyod ng peptization upang makakuha ng γ-alooh colloidal PB na naglalaman ng interlayer na tubig, na kung saan ay kinakalkula at nalubog sa mataas na temperatura upang mabuo ang alumina. Ayon sa iba't ibang mga hilaw na materyales, madalas itong nahahati sa pamamaraan ng pag -ulan, pamamaraan ng carbonization at paraan ng hydrolysis ng alkohol ng alkohol.
Ang PB ay karaniwang inihanda sa pamamagitan ng paraan ng pag -ulan. Ang alkali ay idinagdag sa aluminate solution o acid ay idinagdag sa aluminate solution at pinalawak upang makakuha ng hydrated alumina (alkali pag -ulan), o acid ay idinagdag sa aluminate na pag -ulan upang makakuha ng alumina monohydrate, na pagkatapos ay hugasan, tuyo at kinakalkula upang makakuha ng PB. Ang paraan ng pag -ulan ay madaling mapatakbo at mababa sa gastos, na kung saan ay madalas na ginagamit sa pang -industriya na paggawa, ngunit naiimpluwensyahan ito ng maraming mga kadahilanan (solusyon pH, konsentrasyon, temperatura, atbp.) At ang kundisyong iyon para sa pagkuha ng butil na may mas mahusay na pagkalat ay mahigpit. Sa pamamaraan ng carbonization, ang Al (OH) 3is na nakuha ng reaksyon ng CO2and Naalo2, at ang PB ay maaaring makuha pagkatapos ng pag -iipon. Ang pamamaraang ito ay may mga pakinabang ng simpleng operasyon, mataas na kalidad ng produkto, walang polusyon at mababang gastos, at maaaring maghanda ng alumina na may mataas na aktibidad ng catalytic, mahusay na paglaban ng kaagnasan at mataas na tiyak na lugar ng ibabaw na may mababang pamumuhunan at mataas na pagbabalik.Aluminum alkoxide hydrolysis na pamamaraan ay madalas na ginagamit upang maghanda ng mataas na kadalisayan na PB. Ang aluminyo alkoxide ay hydrolyzed upang mabuo ang aluminyo oxide monohydrate, at pagkatapos ay ginagamot upang makakuha ng mataas na kadalisayan na PB, na may mahusay na pagkikristal, pantay na laki ng butil, puro pamamahagi ng laki ng butas at mataas na integridad ng mga spherical particle. Gayunpaman, kumplikado ang proseso, at mahirap mabawi dahil sa paggamit ng ilang mga nakakalason na organikong solvent.
Bilang karagdagan, ang mga inorganic na asing-gamot o mga organikong compound ng mga metal ay karaniwang ginagamit para sa paghahanda ng mga precursor ng alumina sa pamamagitan ng pamamaraan ng sol-gel, at ang purong tubig o organikong solvent ay idinagdag upang maghanda ng mga solusyon upang makabuo ng SOL, na pagkatapos ay gelled, tuyo at inihaw. Sa kasalukuyan, ang proseso ng paghahanda ng alumina ay napabuti pa rin sa batayan ng paraan ng pag-aalis ng tubig ng PB, at ang pamamaraan ng carbonization ay naging pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng alumina dahil sa mas maraming pantay na proteksyon ng kapaligiran.
1.2 MA Paghahanda
Ang maginoo na alumina ay hindi maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa pag-andar, kaya kinakailangan upang maghanda ng mataas na pagganap na MA. Ang mga pamamaraan ng synthesis ay karaniwang kasama ang: nano-casting na pamamaraan na may carbon mold bilang hard template; Synthesis ng SDA: Ang proseso ng pagsingil ng pagsingaw sa sarili (EISA) sa pagkakaroon ng mga malambot na template tulad ng SDA at iba pang cationic, anionic o nonionic surfactants.
1.2.1 Proseso ng EISA
Ang malambot na template ay ginagamit sa acidic na kondisyon, na maiwasan ang kumplikado at oras na proseso ng mahirap na pamamaraan ng lamad at maaaring mapagtanto ang patuloy na modulation ng aperture. Ang paghahanda ng MA ni EISA ay nakakaakit ng maraming pansin dahil sa madaling pagkakaroon at muling paggawa. Ang iba't ibang mga mesoporous na istruktura ay maaaring ihanda. Ang laki ng butas ng MA ay maaaring maiakma sa pamamagitan ng pagbabago ng haba ng hydrophobic chain ng surfactant o pag-aayos ng molar ratio ng hydrolysis catalyst sa aluminyo precursor sa solusyon.There, EISA, na kilala rin bilang isang-hakbang na synthesis at pagbabago ng sol-gel na pamamaraan ng mataas na lugar ng MA at nag-order ng mesoporous alumina (OMA), ay inilapat sa iba't ibang malambot na mga template, tulad ng P123, F127,, na F12 triethanolamine (tea), etc. EISA can replace the co-assembly process of organoaluminum precursors, such as aluminum alkoxides and surfactant templates, typically aluminum isopropoxide and P123, for providing mesoporous materials.The successful development of EISA process requires precise adjustment of hydrolysis and condensation kinetics to obtain stable sol and allow the development of Ang Mesophase na nabuo ng mga surfactant micelles sa Sol.
Sa proseso ng EISA, ang paggamit ng mga di-may tubig na solvent (tulad ng ethanol) at mga organikong kumplikadong ahente ay maaaring epektibong mabagal ang hydrolysis at condensation rate ng organoaluminum precursors at pukawin ang self-assembly ng mga materyales sa OMA, tulad ng AL (O) 3and aluminyo isopropoxide. Gayunpaman, sa mga di-may tubig na pabagu-bago ng mga solvent, ang mga template ng surfactant ay karaniwang nawawala ang kanilang hydrophilicity/hydrophobicity. Bilang karagdagan, dahil sa pagkaantala ng hydrolysis at polycondensation, ang intermediate na produkto ay may pangkat na hydrophobic, na nagpapahirap na makipag -ugnay sa template ng surfactant. Lamang kapag ang konsentrasyon ng surfactant at ang antas ng hydrolysis at polycondensation ng aluminyo ay unti-unting nadagdagan sa proseso ng pagsingaw ng solvent ay maaaring maganap ang pagpupulong sa sarili ng template at aluminyo. Samakatuwid, maraming mga parameter na nakakaapekto sa mga kondisyon ng pagsingaw ng mga solvent at ang hydrolysis at reaksyon ng kondensasyon ng mga nauna, tulad ng temperatura, kamag -anak na kahalumigmigan, katalista, solvent na rate ng pagsingaw, atbp. Tulad ng ipinapakita sa FIG. 1, ang mga materyales sa OMA na may mataas na katatagan ng thermal at mataas na pagganap ng catalytic ay synthesized ng solvothermal na tinulungan ng pagsingaw na sapilitan sa sarili (SA-EISA). Ang paggamot sa solvothermal ay nagtaguyod ng kumpletong hydrolysis ng mga aluminyo precursors upang mabuo ang mga maliit na laki ng kumpol ng aluminyo na hydroxyl, na pinahusay ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga surfactant at aluminyo.Two-dimensional hexagonal mesophase ay nabuo sa proseso ng EISA at calcined sa 400 ℃ upang mabuo ang materyal na OMA. Sa tradisyunal na proseso ng EISA, ang proseso ng pagsingaw ay sinamahan ng hydrolysis ng organoaluminum precursor, kaya ang mga kondisyon ng pagsingaw ay may mahalagang impluwensya sa reaksyon at pangwakas na istraktura ng OMA. Ang hakbang sa paggamot ng solvothermal ay nagtataguyod ng kumpletong hydrolysis ng aluminyo precursor at gumagawa ng bahagyang condensed clustered aluminyo hydroxyl groups.oma ay nabuo sa ilalim ng isang malawak na hanay ng mga kondisyon ng pagsingaw. Kung ikukumpara sa MA na inihanda ng tradisyonal na pamamaraan ng EISA, ang OMA na inihanda ng paraan ng SA-EISA ay may mas mataas na dami ng butas, mas mahusay na tiyak na lugar ng ibabaw at mas mahusay na katatagan ng thermal. Sa hinaharap, ang pamamaraan ng EISA ay maaaring magamit upang maghanda ng ultra-malaking siwang MA na may mataas na rate ng conversion at mahusay na pagpili nang hindi gumagamit ng reaming ahente.
Fig.
1.2.2 Iba pang mga proseso
Ang maginoo na paghahanda ng MA ay nangangailangan ng tumpak na kontrol ng mga parameter ng synthesis upang makamit ang isang malinaw na mesoporous na istraktura, at ang pag -alis ng mga materyales sa template ay mahirap din, na kumplikado ang proseso ng synthesis. Sa kasalukuyan, maraming mga literatura ang nag -ulat ng synthesis ng MA na may iba't ibang mga template. Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik ay pangunahing nakatuon sa synthesis ng MA na may glucose, sucrose at starch bilang mga template ng aluminyo isopropoxide sa may tubig na solusyon.Most ng mga materyales na MA na ito ay synthesized mula sa aluminyo nitrate, sulfate at alkoxide bilang mga mapagkukunan ng aluminyo. Ang MA CTAB ay makuha din sa pamamagitan ng direktang pagbabago ng PB bilang mapagkukunan ng aluminyo. MA na may iba't ibang mga katangian ng istruktura, IE AL2O3) -1, AL2O3) -2 at ang AL2O3and ay may mahusay na katatagan ng thermal. Ang pagdaragdag ng surfactant ay hindi nagbabago ng likas na istraktura ng kristal ng PB, ngunit binabago ang mode ng pag -stack ng mga particle. Bilang karagdagan, ang pagbuo ng Al2O3-3 ay nabuo sa pamamagitan ng pagdikit ng nanoparticle na nagpapatatag ng organikong solvent na PEG o pagsasama-sama sa paligid ng PEG. Gayunpaman, ang pamamahagi ng laki ng butas ng al2O3-1 ay makitid. Bilang karagdagan, ang mga catalyst na batay sa palladium ay inihanda sa synthetic MA bilang carrier.in reaksyon ng pagkasunog ng methane, ang katalista na suportado ng Al2O3-3 ay nagpakita ng mahusay na pagganap ng catalytic.
Sa kauna-unahang pagkakataon, ang MA na may medyo makitid na pamamahagi ng laki ng butas ay inihanda sa pamamagitan ng paggamit ng murang at aluminyo na mayaman na aluminyo na black slag na ABD. Kasama sa proseso ng paggawa ang proseso ng pagkuha sa mababang temperatura at normal na presyon. Ang mga solidong partikulo na naiwan sa proseso ng pagkuha ay hindi marumi ang kapaligiran, at maaaring mai -piloto nang may mababang panganib o muling ginamit bilang tagapuno o pinagsama -sama sa kongkretong aplikasyon. Ang tiyak na lugar ng ibabaw ng synthesized MA ay 123 ~ 162m2/g, ang pamamahagi ng laki ng butas ay makitid, ang rurok na radius ay 5.3nm, at ang porosity ay 0.37 cm3/g. Ang materyal ay nano-sized at ang laki ng kristal ay tungkol sa 11nm. Ang Solid-State Synthesis ay isang bagong proseso upang synthesize ang MA, na maaaring magamit upang makabuo ng radiochemical na sumisipsip para sa klinikal na paggamit. Ang aluminyo klorido, ammonium carbonate at glucose raw na materyales ay halo .
Upang mabuo, sa hinaharap, ang mga maliliit na template ng molekular ay maaari ring mabuo upang bumuo ng mga istrukturang pore na naka-order ng pore, epektibong ayusin ang istraktura, morphology at mga kemikal na katangian ng mga materyales, at makabuo ng malaking lugar ng ibabaw at iniutos na wormhole MA. Galugarin ang murang mga template at mga mapagkukunan ng aluminyo, i -optimize ang proseso ng synthesis, linawin ang mekanismo ng synthesis at gabayan ang proseso.
Paraan ng Pagbabago ng 2 Ma
Ang mga pamamaraan ng pantay na pamamahagi ng mga aktibong sangkap sa MA carrier ay may kasamang impregnation, in-situ synthe-sis, pag-ulan, pagpapalitan ng ion, mekanikal na paghahalo at pagtunaw, na kung saan ang unang dalawa ay ang pinaka-karaniwang ginagamit.
2.1 Paraan ng Synthesis ng In-Situ
Ang mga pangkat na ginamit sa pag -andar ng pagbabago ay idinagdag sa proseso ng paghahanda ng MA upang baguhin at patatagin ang istraktura ng balangkas ng materyal at pagbutihin ang pagganap ng catalytic. Ang proseso ay ipinapakita sa Figure 2. Liu et al. Synthesized Ni/Mo-Al2O3in situ na may P123 bilang template. Parehong Ni at Mo ay nagkalat sa mga order na MA channel, nang hindi sinisira ang mesoporous na istraktura ng MA, at ang pagganap ng catalytic ay malinaw na napabuti. Ang pag-ampon ng isang paraan ng paglago ng in-situ sa isang synthesized gamma-al2O3substrate, kung ihahambing sa γ-Al2O3, MnO2-al2O3Has na mas malaking bet na tiyak na lugar ng ibabaw at dami ng butas, at may isang bimodal mesoporous na istraktura na may makitid na pamamahagi ng laki ng pore. Ang MnO2-Al2O3HAS mabilis na rate ng adsorption at mataas na kahusayan para sa F-, at may malawak na saklaw ng aplikasyon ng pH (pH = 4 ~ 10), na angkop para sa mga praktikal na kondisyon ng aplikasyon sa industriya. Ang pagganap ng pag-recycle ng MnO2-Al2O3is na mas mahusay kaysa sa katatagan ng γ-al2o.structural ay kailangang ma-optimize pa. Sa kabuuan, ang mga binagong materyales ng MA na nakuha ng in-situ synthesis ay may mahusay na pagkakasunud-sunod ng istruktura, malakas na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga grupo at mga carrier ng alumina, masikip na kumbinasyon, malaking materyal na pag-load, at hindi madaling maging sanhi ng pagpapadanak ng mga aktibong sangkap sa proseso ng reaksyon ng catalytic, at ang pagganap ng catalytic ay makabuluhang napabuti.
Fig. 2 Paghahanda ng functionalized MA sa pamamagitan ng in-situ synthesis
2.2 Paraan ng Impregnation
Ang paglubog ng inihanda na MA sa binagong pangkat, at pagkuha ng binagong materyal na MA pagkatapos ng paggamot, upang mapagtanto ang mga epekto ng catalysis, adsorption at iba pa. Cai et al. Inihanda ang MA mula sa P123 sa pamamagitan ng pamamaraan ng sol-gel, at ibabad ito sa ethanol at tetraethylenepentamine solution upang makakuha ng amino na binagong MA material na may malakas na pagganap ng adsorption. Bilang karagdagan, ang Belkacemi et al. Natusok sa zncl2solution sa pamamagitan ng parehong proseso upang makakuha ng iniutos na zinc doped na binagong MA materyal.Ang tiyak na lugar ng ibabaw at dami ng pore ay 394m2/g at 0.55 cm3/g, ayon sa pagkakabanggit. Kung ikukumpara sa pamamaraan ng in-situ synthesis, ang paraan ng pagpapabinhi ay may mas mahusay na pagpapakalat ng elemento, matatag na mesoporous na istraktura at mahusay na pagganap ng adsorption, ngunit ang lakas ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga aktibong sangkap at carrier ng alumina ay mahina, at ang aktibidad ng catalytic ay madaling makagambala ng mga panlabas na kadahilanan.
3 Pag -unlad ng Pag -unlad
Ang synthesis ng bihirang lupa MA na may mga espesyal na katangian ay ang kalakaran sa pag -unlad sa hinaharap. Sa kasalukuyan, maraming mga pamamaraan ng synthesis. Ang mga parameter ng proseso ay nakakaapekto sa pagganap ng MA. Ang tukoy na lugar ng ibabaw, dami ng butas at diameter ng pore ng MA ay maaaring ayusin ng uri ng template at komposisyon ng aluminyo precursor. Ang temperatura ng pagkalkula at konsentrasyon ng template ng polimer ay nakakaapekto sa tiyak na lugar ng ibabaw at dami ng butas ng MA. Natagpuan nina Suzuki at Yamauchi na ang temperatura ng pagkalkula ay nadagdagan mula 500 ℃ hanggang 900 ℃ .Ang siwang ay maaaring tumaas at maaaring mabawasan ang ibabaw ng lugar. Bilang karagdagan, ang bihirang paggamot sa pagbabago ng lupa ay nagpapabuti sa aktibidad, katatagan ng thermal sa ibabaw, katatagan ng istruktura at acidity ng ibabaw ng mga materyales sa MA sa proseso ng catalytic, at nakakatugon sa pagbuo ng pag -andar ng MA.
3.1 Defluorination Adsorbent
Ang fluorine sa pag -inom ng tubig sa China ay malubhang nakakapinsala. Bilang karagdagan, ang pagtaas ng nilalaman ng fluorine sa pang -industriya na zinc sulfate solution ay hahantong sa kaagnasan ng elektrod plate, ang pagkasira ng kapaligiran sa pagtatrabaho, ang pagbagsak ng kalidad ng electric zinc at ang pagbaba ng dami ng recycled water sa acid paggawa ng system at proseso ng electrolysis ng fluidized bed furnace litson flue gas. Sa kasalukuyan, ang pamamaraan ng adsorption ay ang pinaka -kaakit -akit sa mga karaniwang pamamaraan ng wet defluorination.Paano, mayroong ilang mga pagkukulang, tulad ng hindi magandang kapasidad ng adsorption, makitid na magagamit na saklaw ng pH, pangalawang polusyon at iba pa. Ang aktibong carbon, amorphous alumina, na-activate na alumina at iba pang mga adsorbents ay ginamit para sa pagpapalihis ng tubig, ngunit ang gastos ng adsorbents ang mahinang kapasidad ng adsorption ng fluoride, at sa pH <6 maaari lamang itong magkaroon ng mahusay na pagganap ng adsorption ng fluoride.MA ay nakakaakit ng malawak na pansin sa kontrol sa polusyon sa kapaligiran dahil sa malaking tiyak na lugar ng ibabaw, natatanging epekto ng laki ng pore, pagganap ng acid-base, thermal at mekanikal na katatagan. Kundu et al. Inihanda ang MA na may isang maximum na kapasidad ng adsorption ng fluorine na 62.5 mg/g. Ang kapasidad ng fluorine adsorption ng MA ay lubos na naiimpluwensyahan ng mga istrukturang katangian nito, tulad ng tukoy na lugar ng ibabaw, mga pangkat na gumagana sa ibabaw, laki ng butas at kabuuang laki ng butas.adjustment ng istraktura at pagganap ng MA ay isang mahalagang paraan upang mapagbuti ang pagganap ng adsorption.
Dahil sa mahirap na acid ng LA at ang matigas na pangunahing kaalaman ng fluorine, mayroong isang malakas na pagkakaugnay sa pagitan ng mga ion ng LA at fluorine. Sa mga nagdaang taon, natagpuan ng ilang mga pag -aaral na ang LA bilang isang modifier ay maaaring mapabuti ang kapasidad ng adsorption ng fluoride. Gayunpaman, dahil sa mababang istruktura na katatagan ng mga bihirang adsorbents ng lupa, mas bihirang mga lupa ang naipasok sa solusyon, na nagreresulta sa pangalawang polusyon ng tubig at pinsala sa kalusugan ng tao. Sa kabilang banda, ang mataas na konsentrasyon ng aluminyo sa kapaligiran ng tubig ay isa sa mga lason sa kalusugan ng tao. Samakatuwid, kinakailangan upang maghanda ng isang uri ng pinagsama -samang adsorbent na may mahusay na katatagan at walang leaching o mas kaunting pag -leaching ng iba pang mga elemento sa proseso ng pag -alis ng fluorine. Ang MA na binago ng LA at CE ay inihanda ng Paraan ng Impregnation (LA/MA at CE/MA). Ang mga bihirang mga oxides sa lupa ay matagumpay na na-load sa ibabaw ng MA sa kauna-unahang pagkakataon, na kung saan ay may mas mataas na pagganap ng defluorination.Ang pangunahing mga mekanismo ng pag-alis ng fluorine ay electrostatic adsorption at kemikal na adsorption, ang pag-akit ng elektron ng pag-andar na pang-ibabaw na singil at ang reaksyon ng palitan ay pinagsasama sa ibabaw ng hydroxyl, ang hydroxyl functional group sa adsorbent na ibabaw ay bumubuo ng hydrogen bond na may f-, ang pagbago ng la at ce na nagpapahiwatig ng adsormict Ang kapasidad ng fluorine, ang LA/MA ay naglalaman ng higit pang mga site ng adsorption ng hydroxyl, at ang kapasidad ng adsorption ng f ay nasa pagkakasunud -sunod ng la/ma> ce/ma> ma. Sa pagtaas ng paunang konsentrasyon, ang kapasidad ng adsorption ng pagtaas ng fluorine.Ang epekto ng adsorption ay pinakamahusay kapag ang pH ay 5 ~ 9, at ang proseso ng adsorption ng mga fluorine accord na may Langmuir isothermal adsorption model. Bilang karagdagan, ang mga impurities ng mga sulfate ion sa alumina ay maaari ring makabuluhang nakakaapekto sa kalidad ng mga sample. Bagaman ang kaugnay na pananaliksik sa bihirang Earth Modified Alumina ay isinasagawa, ang karamihan sa pananaliksik ay nakatuon sa proseso ng adsorbent, na mahirap magamit sa industriya. Sa hinaharap, maaari nating pag-aralan ang mekanismo ng dissociation ng fluorine complex sa zinc sulfate solution at ang mga katangian ng paglilipat ng fluorine ion, makakuha ng mahusay, mababang gastos at mababago na fluorine ion na adsorbent para sa defluorinasyon ng sinkain na may sinkin na may sinkain na may sinkinasyon na sinkinina ng sinkinina Hydrometallurgy system, at nagtatag ng isang modelo ng control control para sa pagpapagamot ng mataas na fluorine solution batay sa bihirang lupa ma nano adsorbent.
3.2 katalista
3.2.1 dry repormasyon ng mitein
Ang Rare Earth ay maaaring ayusin ang kaasiman (pagiging pangunahing) ng mga maliliit na materyales, dagdagan ang bakante sa oxygen, at synthesize ang mga catalysts na may pantay na pagpapakalat, scale ng nanometer at katatagan. Madalas itong ginagamit upang suportahan ang mga marangal na metal at mga metal na paglipat upang ma -catalyze ang methanation ng CO2. Sa kasalukuyan, ang mga bihirang Earth na binagong mga mesoporous na materyales ay umuunlad patungo sa Methane Dry Reforming (MDR), photocatalytic degradation ng VOCs at tail gas paglilinis.Compared na may marangal na metal (tulad ng PD, RU, RH, atbp.) At iba pang mga metal na paglipat (tulad ng CO, Fe, atbp.), Ni/Al2O3catalyst Methane. Gayunpaman, ang pag -aalis at pag -aalis ng carbon ng Ni nanoparticle sa ibabaw ng Ni/Al2O3lead sa mabilis na pag -deactivation ng katalista. Samakatuwid, kinakailangan upang magdagdag ng pabilis, baguhin ang carrier ng katalista at pagbutihin ang ruta ng paghahanda upang mapabuti ang aktibidad ng catalytic, katatagan at paglaban ng scorch. Sa pangkalahatan, ang mga bihirang mga oxides sa lupa ay maaaring magamit bilang mga istruktura at elektronikong tagataguyod sa mga heterogenous catalysts, at CEO2Improves ang pagpapakalat ng Ni at binabago ang mga katangian ng metallic Ni sa pamamagitan ng malakas na pakikipag -ugnay sa metal.
Ang MA ay malawakang ginagamit upang mapahusay ang pagpapakalat ng mga metal, at magbigay ng pagpigil para sa mga aktibong metal upang maiwasan ang kanilang pag -iingat. Ang LA2O3With mataas na kapasidad ng imbakan ng oxygen ay nagpapabuti sa paglaban ng carbon sa proseso ng conversion, at ang LA2O3PROMOTES ang pagpapakalat ng CO sa mesoporous alumina, na may mataas na aktibidad ng reporma at nababanat. Ang La2O3Promoter ay nagdaragdag ng aktibidad ng MDR ng CO/MA katalista, at ang CO3O4and Coal2O4Phases ay nabuo sa ibabaw ng katalista.Paano, ang lubos na nagkalat na La2O3Has maliit na butil ng 8nm ~ 10nm. Sa proseso ng MDR, ang pakikipag-ugnay sa in-situ sa pagitan ng la2O3and cO2FORMED LA2O2CO3MESOPHASE, na nag-udyok sa epektibong pag-aalis ng CXHY sa ibabaw ng katalista. LA2O3PROMOTES Ang pagbawas ng hydrogen sa pamamagitan ng pagbibigay ng mas mataas na density ng elektron at pagpapahusay ng bakanteng oxygen sa 10%CO/MA. Ang pagdaragdag ng la2o3reduces ang maliwanag na enerhiya ng pag -activate ng CH4Consumption. Samakatuwid, ang rate ng conversion ng CH4increased sa 93.7% sa 1073K K. Ang pagdaragdag ng La2O3impruba ang aktibidad ng catalytic, na -promote ang pagbawas ng H2, nadagdagan ang bilang ng mga aktibong site ng CO0, na gumawa ng mas kaunting naideposito na carbon at nadagdagan ang bakanteng oxygen sa 73.3%.
Ang CE at PR ay suportado sa Ni/Al2O3Catalyst sa pamamagitan ng pantay na paraan ng pagpaparami ng dami sa Li Xiaofeng. Matapos idagdag ang CE at PR, ang pagpili sa H2increased at ang pagpili sa CO ay nabawasan. Ang MDR na binago ng PR ay may mahusay na kakayahan sa catalytic, at ang pagpili sa H2increased mula 64.5% hanggang 75.6%, habang ang pagpili sa CO ay nabawasan mula sa 31.4% Peng Shujing et al. Ginamit na pamamaraan ng sol-gel, ang binago ng CE na MA ay inihanda na may aluminyo isopropoxide, isopropanol solvent at cerium nitrate hexahydrate. Ang tiyak na lugar ng ibabaw ng produkto ay bahagyang nadagdagan. Ang pagdaragdag ng CE ay nabawasan ang pagsasama-sama ng mga nanoparticle na tulad ng rod sa ibabaw ng MA. Ang ilang mga pangkat ng hydroxyl sa ibabaw ng γ- al2O3were na karaniwang sakop ng mga compound ng CE. Ang thermal katatagan ng MA ay napabuti, at walang pagbabagong -anyo ng kristal na phase na naganap pagkatapos ng pagkalkula sa 1000 ℃ sa loob ng 10 oras.Wang Baowei et al. Inihanda ang MA Material CEO2-AL2O4By Coprecipitation Paraan. Ang CEO2With cubic maliliit na butil ay pantay na nakakalat sa alumina. Matapos suportahan ang CO at MO sa CEO2-AL2O4, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng alumina at aktibong sangkap CO at MO ay epektibong hinarang ng CEO2
Ang mga bihirang promotor sa lupa (LA, CE, Y at SM) ay pinagsama sa CO/MA katalista para sa MDR, at ang proseso ay ipinapakita sa FIG. 3. Ang bihirang mga tagataguyod ng lupa ay maaaring mapabuti ang pagpapakalat ng CO sa MA carrier at pagbawalan ang pag -iipon ng mga particle ng CO. Ang mas maliit na laki ng butil, mas malakas ang pakikipag-ugnay ng co-ma, mas malakas ang catalytic at sintering na kakayahan sa YCO/MA catalyst, at ang mga positibong epekto ng ilang mga promotor sa aktibidad ng MDR at pag-aalis ng carbon.fig. 4 ay isang imahe ng HRTEM pagkatapos ng paggamot sa MDR sa 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 sa loob ng 8 oras. Ang mga particle ng CO ay umiiral sa anyo ng mga itim na lugar, habang ang mga carrier ng MA ay umiiral sa anyo ng kulay -abo, na nakasalalay sa pagkakaiba ng density ng elektron. Sa imahe ng HRTEM na may 10%CO/MA (Fig. 4B), ang pag -iipon ng mga particle ng CO metal ay sinusunod sa MA carriersthe pagdaragdag ng bihirang Earth Promoter ay binabawasan ang mga particle ng CO sa 11.0nm ~ 12.5nm. Ang YCO/MA ay may malakas na pakikipag-ugnay sa co-ma, at ang pagganap ng pagsasala nito ay mas mahusay kaysa sa iba pang mga catalysts. Bilang karagdagan, tulad ng ipinapakita sa Figs. 4B hanggang 4F, ang mga guwang na carbon nanowires (CNF) ay ginawa sa mga catalysts, na nakikipag -ugnay sa daloy ng gas at maiwasan ang katalista mula sa pag -deactivation.
Fig. 3 Epekto ng bihirang pagdaragdag ng lupa sa mga pisikal at kemikal na katangian at MDR catalytic na pagganap ng CO/MA catalyst
3.2.2 Catalyst ng Deoxidation
Ang Fe2O3/meso-ceal, isang CE-doped fe-based deoxidation catalyst, ay inihanda ng oxidative dehydrogenation ng 1- butene na may CO2AS malambot na oxidant, at ginamit sa synthesis ng 1,3- butadiene (BD). Ang CE ay lubos na nagkalat sa alumina matrix, at ang Fe2O3/Meso ay lubos na nagkalat ngfe2O3/meso-ceal-100 catalyst hindi lamang may lubos na nakakalat na mga species ng bakal at mahusay na mga katangian ng istruktura, ngunit mayroon ding mahusay na kapasidad ng imbakan ng oxygen, kaya mayroon itong mahusay na adsorption at pag-activate ng CO2. Tulad ng ipinapakita sa Figure 5, ipinakita ng mga imahe ng TEM na ang Fe2O3/Meso-Ceal-100 ay regular na nagpapakita na ang istraktura na tulad ng channel ng mesoceal-100 ay maluwag at porous, na kapaki-pakinabang sa pagpapakalat ng mga aktibong sangkap, habang ang lubos na nakakalat na CE ay matagumpay na doped sa alumina matrix. Ang Noble Metal Catalyst Coating Material na nakakatugon sa ultra-mababang pamantayan ng paglabas ng mga sasakyan ng motor ay nakabuo ng istraktura ng butas, mahusay na katatagan ng hydrothermal at malaking kapasidad ng imbakan ng oxygen.
3.2.3 katalista para sa mga sasakyan
Sinuportahan ng PD-RH ang Quaternary aluminyo na nakabatay sa Rare Earth Complexes Alcezrtiox at Allazrtiox upang makakuha ng mga materyales na patong ng katalista ng katalista. Ang Mesoporous aluminyo na nakabatay sa Rare Earth Complex PD-RH/ALC ay maaaring matagumpay na magamit bilang isang CNG na maubos na paglilinis ng sasakyan na may mahusay na tibay, at ang kahusayan ng conversion ng CH4, ang pangunahing sangkap ng gasolina na maubos ng sasakyan, ay kasing taas ng 97.8%. Gumawa ng isang hydrothermal one-step na pamamaraan upang ihanda ang bihirang lupa na ma composite material upang mapagtanto ang pagpupulong sa sarili, inutusan ang mga mesoporous precursors na may metastable na estado at mataas na pagsasama-sama ay synthesized, at ang synthesis ng muling pag-alay sa modelo ng "compound growth unit", kaya napagtanto ang paglilinis ng sasakyan na maubos na post-mount na three-way catalytic converter.
Larawan 4 HRTEM Mga Larawan ng MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) at SMCO/MA (F)
Larawan 5 TEM Imahe (A) at EDS Element Diagram (B, C) ng Fe2O3/Meso-CEAL-100
3.3 maliwanag na pagganap
Ang mga elektron ng mga bihirang elemento ng lupa ay madaling nasasabik sa paglipat sa pagitan ng iba't ibang mga antas ng enerhiya at naglalabas ng ilaw. Ang mga bihirang mga ion sa lupa ay madalas na ginagamit bilang mga aktibista upang maghanda ng mga materyales na luminescent. Ang mga bihirang mga ion ng lupa ay maaaring mai -load sa ibabaw ng aluminyo na pospeyt na guwang na microspheres sa pamamagitan ng pamamaraan ng coprecipitation at paraan ng pagpapalitan ng ion, at mga materyales na luminescent alpo4∶re (LA, CE, PR, ND) ay maaaring ihanda. Ang luminescent na haba ng haba ay nasa malapit na rehiyon ng ultraviolet.Ma ay ginawa sa mga manipis na pelikula dahil sa pagkawalang-galaw nito, mababang dielectric na pare-pareho at mababang kondaktibiti, na ginagawang naaangkop sa mga de-koryenteng at optical na aparato, manipis na pelikula, hadlang, sensor, atbp Maaari rin itong magamit para sa pagtugon ng sensing na isang dimensional na photonic crystals, enerhiya na henerasyon at anti-reflection coatings. Ang mga aparatong ito ay nakasalansan na mga pelikula na may tiyak na haba ng optical path, kaya kinakailangan upang makontrol ang refractive index at kapal.at kasalukuyan, titanium dioxide at zirconium oxide na may mataas na refractive index at silikon dioxide na may mababang refractive index ay madalas na ginagamit upang magdisenyo at bumuo ng mga naturang aparato. Ang saklaw ng pagkakaroon ng mga materyales na may iba't ibang mga katangian ng kemikal sa ibabaw ay pinalawak, na ginagawang posible upang magdisenyo ng mga advanced na sensor ng photon. Ang pagpapakilala ng mga pelikulang MA at oxyhydroxide sa disenyo ng mga optical na aparato ay nagpapakita ng mahusay na potensyal dahil ang refractive index ay katulad ng sa silikon dioxide.Pero ang mga katangian ng kemikal ay naiiba.
3.4 katatagan ng thermal
Sa pagtaas ng temperatura, ang sinteres ay seryosong nakakaapekto sa paggamit ng epekto ng MA catalyst, at ang tiyak na lugar ng ibabaw ay bumababa at ang γ-Al2O3in crystalline phase ay nagbabago sa Δ at θ hanggang χ phase. Ang mga materyales sa Earth ay may mahusay na katatagan ng kemikal at katatagan ng thermal, mataas na kakayahang umangkop, at madaling magagamit at murang mga hilaw na materyales. Ang pagdaragdag ng mga bihirang elemento ng lupa ay maaaring mapabuti ang katatagan ng thermal, mataas na temperatura ng paglaban ng oksihenasyon at mga mekanikal na katangian ng carrier, at ayusin ang acidity ng ibabaw ng carrier.LA at CE ay ang pinaka -karaniwang ginagamit at pinag -aralan na mga elemento ng pagbabago. Natagpuan ni Lu Weiguang at iba pa na ang pagdaragdag ng mga bihirang mga elemento ng lupa ay epektibong pumigil sa bulk na pagsasabog ng mga particle ng alumina, protektado ng LA at CE ang mga pangkat ng hydroxyl sa ibabaw ng alumina, hinarang ang pagbabagong -anyo at pagbabagong -anyo ng phase, at nabawasan ang pinsala ng mataas na temperatura sa mesoporous na istraktura. Ang inihanda na alumina ay mayroon pa ring mataas na tiyak na lugar ng ibabaw at dami ng pore.Paano, labis o masyadong maliit na bihirang elemento ng lupa ay mabawasan ang thermal stability ng alumina. Li Yanqiu et al. Nagdagdag ng 5% LA2O3TO γ-Al2O3, na nagpabuti ng thermal stabil at nadagdagan ang dami ng butas at tiyak na lugar ng ibabaw ng alumina carrier. Tulad ng makikita mula sa Figure 6, la2O3added sa γ-Al2O3, pagbutihin ang thermal stabil ng bihirang carrier na composite carrier.
Sa proseso ng doping nano-fibrous particle na may LA hanggang MA, ang lugar ng ibabaw ng taya at dami ng pore ng MA-LA ay mas mataas kaysa sa mga MA kapag ang pagtaas ng temperatura ng paggamot ng init, at ang pag-doping sa LA ay may halatang epekto sa pag-retra sa pagsinta sa mataas na temperatura. Tulad ng ipinapakita sa FIG. 7, sa pagtaas ng temperatura, pinipigilan ng LA ang reaksyon ng paglaki ng butil at pagbabagong -anyo ng phase, habang ang mga igos. Ang 7A at 7C ay nagpapakita ng akumulasyon ng mga nano-fibrous particle. sa fig. 7b, ang diameter ng mga malalaking particle na ginawa ng pagkalkula sa 1200 ℃ ay halos 100nm.it ay minarkahan ang makabuluhang pagsasala ng MA. Bilang karagdagan, kung ihahambing sa MA-1200, ang MA-LA-1200 ay hindi pinagsama-sama pagkatapos ng paggamot sa init. Sa pagdaragdag ng LA, ang mga particle ng nano-fiber ay may mas mahusay na kakayahan sa pagsasala. Kahit na sa mas mataas na temperatura ng pagkalkula, ang doped LA ay lubos na nakakalat sa ibabaw ng MA. Ang binagong MA ay maaaring magamit bilang carrier ng PD catalyst sa c3h8oxidation reaksyon.
Fig. 6 na modelo ng istraktura ng sintering alumina na may at walang bihirang mga elemento ng lupa
Larawan 7 Mga Larawan ng TEM ng MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) at MA-LA-1200 (D)
4 Konklusyon
Ang pag -unlad ng paghahanda at pag -andar ng aplikasyon ng bihirang mga binagong MA na materyales ay ipinakilala. Ang Rare Earth Modified MA ay malawakang ginagamit. Bagaman maraming pananaliksik ang nagawa sa catalytic application, thermal stability at adsorption, maraming mga materyales ang may mataas na gastos, mababang halaga ng doping, hindi magandang pagkakasunud -sunod at mahirap maging industriyalisado. Ang sumusunod na gawain ay kailangang gawin sa hinaharap: I -optimize ang komposisyon at istraktura ng bihirang Earth na binagong MA, piliin ang naaangkop na proseso, matugunan ang pag -unlad na pag -unlad; Magtatag ng isang modelo ng control control batay sa proseso ng pagganap upang mabawasan ang mga gastos at mapagtanto ang pang -industriya na produksyon; Upang ma -maximize ang mga pakinabang ng bihirang mga mapagkukunan ng Earth ng Tsina, dapat nating galugarin ang mekanismo ng bihirang pagbabago ng Earth MA, pagbutihin ang teorya at proseso ng paghahanda ng bihirang binagong MA.
Proyekto ng Pondo: SHAANXI Science and Technology Pangkalahatang Project ng Innovation (2011KTDZ01-04-01); Lalawigan ng Shaanxi 2019 Espesyal na Proyekto ng Pananaliksik sa Siyentipiko (19JK0490); 2020 Espesyal na Proyekto ng Pananaliksik sa Siyentipiko ng Huaqing College, XI 'Isang University of Architecture and Technology (20KY02)
Pinagmulan: bihirang lupa
Oras ng Mag-post: JUL-04-2022