Entre os óxidos non siliciosos, a alúmina ten boas propiedades mecánicas, resistencia á temperatura alta e resistencia á corrosión, mentres que a alúmina mesoporosa (MA) ten un tamaño de poro axustable, gran superficie específica, gran volume de poros e baixo custo de produción, que é moi empregado na catálise, a liberación de medicamentos controlada, a adsorpión e outros campos, como o hidrocritos e o hidroderado, a adsorpión de petroleumes, o hidrocritos e hidrodesulfurización de hidrodesulización de hidroderoding, hidroderoding, hidrodesulado de hidroderoding, hidroderoding, hidrodesulado hidroderado de hidroderoding, hidroderado hidroderado, hidroderado hidroderado, hidroderado hidroderado e hidroderado hidroderado materiais.Microporous A alúmina úsase comunmente na industria, pero afectará directamente á actividade da alúmina, á vida útil e á selectividade do catalizador. Por exemplo, no proceso de purificación do escape de automóbiles, os contaminantes depositados a partir de aditivos de aceite de motor formarán coque, o que levará ao bloqueo de poros do catalizador, reducindo así a actividade do catalizador. O tensioactivo pódese usar para axustar a estrutura do transportista de alúmina para formar MA.improve o seu rendemento catalítico.
MA ten efecto de restrición e os metais activos están desactivados despois da calcinación de alta temperatura. Ademais, tras a calcinación de alta temperatura, a estrutura mesoporosa colapsa, o esqueleto MA está en estado amorfo e a acidez superficial non pode cumprir os seus requisitos no campo da funcionalización. O tratamento de modificación adoita ser necesario para mellorar a actividade catalítica, a estabilidade da estrutura mesoporosa, a estabilidade térmica superficial e a acidez superficial dos materiais MA. MA ou dopado no esqueleto.
A configuración especial de electróns de elementos de terra rara fai que os seus compostos teñan propiedades especiais ópticas, eléctricas e magnéticas e úsase en materiais catalíticos, materiais fotoeléctricos, materiais de adsorción e materiais magnéticos. Os materiais mesoporosos modificados pola terra rara poden axustar a propiedade ácida (alcalina), aumentar a vacante de osíxeno e sintetizar o catalizador nanocristalino metálico con dispersión uniforme e escala de nanómetro estable. Neste artigo introducirase a modificación da terra rara e a funcionalización de MA para mellorar o rendemento catalítico, a estabilidade térmica, a capacidade de almacenamento de osíxeno, a superficie específica e a estrutura dos poros.
Preparación de 1 Ma
1.1 Preparación do transportista de alúmina
O método de preparación do transportista de alúmina determina a súa distribución de estrutura de poros e os seus métodos comúns de preparación inclúen o método de deshidratación pseudo-bohmite (PB) e o método de xel sol-gel. O pseudoboehmite (PB) foi proposto por primeira vez por Calvet, e H+promoveu a peptización para obter PB coloidal γ-alooh que contiña auga entrelazada, que foi calcinada e deshidratada a alta temperatura para formar alúmina. Segundo diferentes materias primas, a miúdo divídese en método de precipitación, o método de carbonización e o método de hidrólise alcohólica. A solubilidade coloidal de Pb está afectada pola cristalinidade, e está optimizada co aumento da cristalinidade e tamén se ve afectada polos parámetros do proceso operativo.
Pb adoita prepararse mediante método de precipitación. Engádese alcalino en solución de aluminato ou engádese ácido en solución aluminada e precipítase para obter alúmina hidratada (precipitación alcalina) ou engádese ácido en precipitación aluminada para obter monohidrato de alúmina, que se lava, seca e calcínase para obter Pb. O método de precipitación é fácil de operar e baixo custo, que adoita usarse na produción industrial, pero está influenciado por moitos factores (pH de solución, concentración, temperatura, etc.). E esa condición para obter partículas con mellor dispersibilidade son estritas. No método de carbonización, Al (OH) 3Is obtido pola reacción de Co2and Naalo2, e Pb pódese obter despois do envellecemento. Este método ten as vantaxes dun funcionamento sinxelo, unha alta calidade do produto, sen contaminación e baixo custo, e pode preparar a alúmina con alta actividade catalítica, excelente resistencia á corrosión e superficie específica alta con baixo investimento e alto rendemento. O método de hidrólise de alcoxídico de aluminio adoita usarse para preparar PB de alta pureza. O alcoxido de aluminio está hidrolizado para formar monohidrato de óxido de aluminio, e logo tratado para obter PB de alta pureza, que ten unha boa cristalinidade, tamaño uniforme de partículas, distribución concentrada de tamaño de poros e alta integridade de partículas esféricas. Non obstante, o proceso é complexo e é difícil recuperarse debido ao uso de certos disolventes orgánicos tóxicos.
Ademais, as sales inorgánicas ou compostos orgánicos de metais úsanse habitualmente para preparar precursores de alúmina mediante método sol-gel, e engádense auga pura ou disolventes orgánicos para preparar solucións para xerar SOL, que logo é gelado, secado e asado. Na actualidade, o proceso de preparación da alúmina aínda se mellora a partir do método de deshidratación PB, e o método de carbonización converteuse no principal método para a produción de alúmina industrial debido á súa economía e protección ambiental. Alumina preparada polo método sol-gel atraeu moita atención debido á súa aplicación máis uniforme de tamaño poro, que é un método potencial, pero necesita que se realice a aplicación industrial.
Preparación de 1,2 Ma
A alúmina convencional non pode cumprir os requisitos funcionais, polo que é necesario preparar MA de alto rendemento. Os métodos de síntese normalmente inclúen: método de casting nano con molde de carbono como modelo duro; Síntese de SDA: proceso de autoensamblaxe inducido pola evaporación (EISA) en presenza de modelos suaves como SDA e outros tensioactivos catiónicos, aniónicos ou non iónicos.
1.2.1 Proceso EISA
O modelo suave úsase en condicións ácidas, que evita o proceso complicado e que leva moito tempo do método de membrana dura e pode realizar a modulación continua da abertura. A preparación de MA por EISA chamou moita atención debido á súa fácil dispoñibilidade e reproducibilidade. Pódense preparar diferentes estruturas mesoporosas. O tamaño dos poros de MA pódese axustar cambiando a lonxitude da cadea hidrofóbica do tensioactivo ou axustando a relación molar do catalizador de hidrólise ao precursor de aluminio na solución. Por iso, EISA, tamén coñecida como síntese dun paso e modificación do sol-gel de altura, como pplates suaves, como P12, como pplos, como P12, como P12. F127, trietanolamina (té), etc. EISA pode substituír o proceso de co-ensamblaxe de precursores organoaluminum, como alcoxidos de aluminio e plantillas de tensio. e permitir o desenvolvemento da mesofase formada por micelas tensioactivas en Sol.
No proceso EISA, o uso de disolventes non acuosos (como o etanol) e os axentes complexos orgánicos poden retardar eficazmente a hidrólise e a taxa de condensación de precursores de organoaluminum e inducir o autoensamblaxe de materiais OMA, como o isopropóxido de aluminio Al (ou) Al (ou) 3and. Non obstante, en disolventes volátiles non acuosos, os modelos de tensioactivo adoitan perder a súa hidrofilicidade/hidrofobicidade. Ademais, debido ao atraso da hidrólise e da policondensación, o produto intermedio ten un grupo hidrofóbico, o que dificulta a interacción co modelo de tensioactivo. Só cando se aumenta gradualmente a concentración de tensioactivo e o grao de hidrólise e policondensación de aluminio no proceso de evaporación do disolvente pode producirse a autoensamblaxe de plantilla e aluminio. Polo tanto, moitos parámetros que afectan ás condicións de evaporación dos disolventes e a reacción de hidrólise e condensación de precursores, como a temperatura, a humidade relativa, o catalizador, a taxa de evaporación do disolvente, etc., afectarán a estrutura final do conxunto. Como se mostra na fig. 1, os materiais OMA con alta estabilidade térmica e alto rendemento catalítico foron sintetizados por evaporación asistida en solvotérmico (SA-EISA) inducida por evaporación. O tratamento solvotérmico promoveu a hidrólise completa de precursores de aluminio para formar grupos hidroxilo de aluminio de pequeno tamaño, o que aumentou a interacción entre tensioactivos e aluminio. Formouse a mesofase hexagonal e calcinada en 400 ℃ para formar material oma. No proceso tradicional de EISA, o proceso de evaporación vai acompañado da hidrólise do precursor organoaluminum, polo que as condicións de evaporación teñen unha importante influencia na reacción e na estrutura final de OMA. O paso de tratamento solvotérmico promove a hidrólise completa do precursor de aluminio e produce grupos hidroxilo de aluminio agrupados parcialmente condensados. En comparación coa MA preparada polo método EISA tradicional, OMA preparado polo método SA-EISA ten un maior volume de poros, mellor superficie específica e mellor estabilidade térmica. No futuro, o método EISA pódese usar para preparar MA de apertura ultra-grande con alta taxa de conversión e excelente selectividade sen usar axente de reaming.
Fig. 1 Gráfico de fluxo de método SA-EISA para sintetizar materiais OMA
1.2.2 Outros procesos
A preparación convencional de MA require un control preciso dos parámetros de síntese para conseguir unha estrutura mesoporosa clara, e a eliminación de materiais de plantilla tamén é desafiante, o que complica o proceso de síntese. Na actualidade, moitas literaturas informaron da síntese de MA con diferentes modelos. Nos últimos anos, a investigación centrouse principalmente na síntese de MA con glicosa, sacarosa e almidón como modelos por isopropóxido de aluminio en solución acuosa. A maioría destes materiais MA sintetízanse a partir de nitrato de aluminio, sulfato e alcoxido como fontes de aluminio. Tamén se obtén MA CTAB mediante a modificación directa de PB como fonte de aluminio. MA con diferentes propiedades estruturais, é dicir, al2o3) -1, al2o3) -2 e al2o3 e ten boa estabilidade térmica. A adición de tensioactivo non cambia a estrutura de cristal inherente de PB, senón que cambia o modo de apilamento de partículas. Ademais, a formación de AL2O3-3 está formada pola adhesión de nanopartículas estabilizadas por PEG disolvente orgánico ou agregación arredor de PEG. Non obstante, a distribución do tamaño dos poros de Al2O3-1 é moi estreita. Ademais, preparáronse catalizadores baseados en palladio con MA sintética como transportista. Na reacción de combustión de metano, o catalizador apoiado por AL2O3-3 mostrou un bo rendemento catalítico.
Por primeira vez, preparouse MA cunha distribución de tamaño de poros relativamente estreita empregando Abd de escoria negra de aluminio barato e rico en aluminio. O proceso de produción inclúe un proceso de extracción a baixa temperatura e presión normal. As partículas sólidas que quedan no proceso de extracción non contaminarán o ambiente e pódense acumular con baixo risco ou reutilizarse como recheo ou agregado en aplicación de formigón. A superficie específica da MA sintetizada é de 123 ~ 162m2/g, a distribución do tamaño dos poros é estreita, o radio máximo é de 5,3 nm e a porosidade é de 0,37 cm3/g. O material é de tamaño nano e o tamaño do cristal é de aproximadamente 11 nm. A síntese de estado sólido é un novo proceso para sintetizar MA, que se pode usar para producir absorbente radioquímico para uso clínico. O cloruro de aluminio, o carbonato de amonio e as materias primas de glicosa mestúranse nunha relación molar de 1: 1,5: 1,5, e MA sintetízase por unha nova reacción mecanoquímica de estado sólido. Centrándose131i en batería térmica, o rendemento total de 1131i despois da concentración é o 90%, e o obtén131i [NAI] ten unha alta concentración. (1.7TBQ/ml), realizando así o uso de cápsulas de gran dose131i [NAI] para o tratamento do cancro de tiroides.
Para resumir, no futuro, tamén se poden desenvolver modelos moleculares pequenos para construír estruturas de poros ordenadas a varios niveis, axustar eficazmente a estrutura, a morfoloxía e as propiedades químicas superficiais dos materiais e xerar unha gran superficie e o gusano ordenado MA. Explorar modelos baratos e fontes de aluminio, optimizar o proceso de síntese, aclarar o mecanismo de síntese e guiar o proceso.
Método de modificación de 2 mA
Os métodos para distribuír uniformemente compoñentes activos no transportista MA inclúen impregnación, sintetizador in situ, precipitación, intercambio iónico, mestura mecánica e fusión, entre os que os dous primeiros son os máis empregados.
2.1 Método de síntese in situ
Engádense grupos empregados na modificación funcional no proceso de preparación de MA para modificar e estabilizar a estrutura do esqueleto do material e mellorar o rendemento catalítico. O proceso móstrase na figura 2. Liu et al. Situada Ni/Mo-Al2O3in con P123 como modelo. Tanto Ni como Mo foron dispersos en canles MA ordenadas, sen destruír a estrutura mesoporosa de MA, e o rendemento catalítico foi obviamente mellorado. Adoptando un método de crecemento in situ nun Gamma-Al2O3Substrate sintetizado, en comparación con γ-AL2O3, MNO2-Al2O3Has maior superficie específica de superficie e volume de poros e ten unha estrutura mesoporosa bimodal con estreita distribución de tamaño de poro. MNO2-AL2O3HAS RÁPIDA DE ADSORCIÓN Rápida e alta eficiencia para F-, e ten un amplo rango de aplicacións de pH (pH = 4 ~ 10), que é adecuado para condicións prácticas de aplicación industrial. O rendemento de reciclaxe de MnO2-Al2O3Is mellor que o de γ-Al2O. A estabilidade estrutural debe ser máis optimizada. Para resumir, os materiais modificados MA obtidos por síntese in situ teñen unha boa orde estrutural, unha forte interacción entre grupos e transportistas de alúmina, combinación axustada, carga de material grande e non son fáciles de provocar o derramamento de compoñentes activos no proceso de reacción catalítica e o rendemento catalítico é mellorado significativamente.
Fig. 2 Preparación de MA funcionalizada mediante síntese in situ
2.2 Método de impregnación
Inmersión da MA preparada no grupo modificado e obter o material MA modificado despois do tratamento, para realizar os efectos da catálise, a adsorción e os similares. Cai et al. Preparado MA a partir de p123 por método sol-gel, e empapouno en solución de etanol e tetraetilenepentamina para obter material MA modificado por amino cun forte rendemento de adsorción. Ademais, Belkacemi et al. Merticado en ZNCL2 Solugnation polo mesmo proceso para obter materiais de MA modificados de cinc ordenados. A superficie específica e o volume de poros son 394M2/g e 0,55 cm3/g, respectivamente. En comparación co método de síntese in situ, o método de impregnación ten unha mellor dispersión de elementos, estrutura mesoporosa estable e bo rendemento de adsorción, pero a forza de interacción entre compoñentes activos e portador de alúmina é débil, e a actividade catalítica é facilmente interferida por factores externos.
3 Progreso funcional
A síntese de Rare Earth MA con propiedades especiais é a tendencia do desenvolvemento no futuro. Na actualidade, hai moitos métodos de síntese. Os parámetros do proceso afectan o rendemento de MA. A superficie específica, o volume de poros e o diámetro dos poros de MA pódense axustar por tipo de modelo e composición precursora de aluminio. A temperatura de calcinación e a concentración de modelo de polímero afectan a superficie específica e o volume de poros de MA. Suzuki e Yamauchi descubriron que a temperatura de calcinación aumentou de 500 a 900 ℃. A apertura pódese aumentar e pódese reducir a superficie. Ademais, o tratamento de modificación da terra rara mellora a actividade, a estabilidade térmica superficial, a estabilidade estrutural e a acidez superficial dos materiais MA no proceso catalítico e cumpre o desenvolvemento da funcionalización de MA.
3.1 Adsorbente de defluorinación
O fluor en auga potable en China é seriamente prexudicial. Ademais, o aumento do contido en flúor na solución de sulfato de cinc industrial levará á corrosión da placa de electrodos, ao deterioro do ambiente de traballo, ao declive da calidade do cinc eléctrico e á diminución da cantidade de auga reciclada no sistema de elaboración de ácido e o proceso de electrólise do gas de asado de leas fluídas. Na actualidade, o método de adsorción é o máis atractivo entre os métodos comúns de defluorinación húmida. Non obstante, hai algunhas carencias, como a mala capacidade de adsorción, o rango de pH dispoñible estreito, a contaminación secundaria, etc. O carbono activado, a alúmina amorfa, a alúmina activada e outros adsorbentes utilizáronse para a defluorinación da auga, pero o custo dos adsorbentes é elevado, e a capacidade de adsorción de solución neutral ou de alta concentración. limitado pola mala capacidade de adsorción de fluoruro, e só a pH <6 pode ter un bo rendemento de adsorción de fluoruro. OMA atraeu unha ampla atención no control da contaminación ambiental debido á súa gran superficie específica, efecto único de tamaño de poros, rendemento de base ácida, estabilidade térmica e mecánica. Kundu et al. preparado MA cunha capacidade máxima de adsorción de flúor de 62,5 mg/g. A capacidade de adsorción de fluor de MA está moi influenciada polas súas características estruturais, como a superficie específica, os grupos funcionais superficiais, o tamaño dos poros e o tamaño total dos poros. O axuste da estrutura e o rendemento de MA é un xeito importante de mellorar o seu rendemento de adsorción.
Debido ao ácido duro de LA e á dura básica do flúor, hai unha forte afinidade entre LA e ións de fluor. Nos últimos anos, algúns estudos descubriron que LA como modificador pode mellorar a capacidade de adsorción do flúor. Non obstante, debido á baixa estabilidade estrutural dos adsorbentes da Terra rara, as terras máis raras son lixiviadas na solución, dando lugar a unha contaminación secundaria da auga e ao dano á saúde humana. Por outra banda, a alta concentración de aluminio no ambiente da auga é un dos velenos para a saúde humana. Polo tanto, é necesario preparar unha especie de adsorbente composto con boa estabilidade e sen lixiviación ou menos lixiviación doutros elementos no proceso de eliminación de fluor. MA modificada por LA e CE preparouse mediante método de impregnación (LA/MA e CE/MA). Os óxidos de terra rara foron cargados con éxito na superficie de MA por primeira vez, que tiveron un maior rendemento de defluorinación. Os principais mecanismos de eliminación de flúor son a adsorción electrostática e a adsorción química, a atracción electrónica de carga positiva superficial e a reacción de intercambio de ligando combina con hidróxeno de hidroxilo, o hidroxilo de LA e o hidróxeno hidróxeno, o hidroxilo de LA e o hidróxeno hidróxeno, o hidroxilo. A capacidade de adsorción de flúor, LA/MA contén máis sitios de adsorción de hidroxilo, e a capacidade de adsorción de F está na orde de LA/MA> CE/MA> MA. Co aumento da concentración inicial, a capacidade de adsorción de flúor aumenta. O efecto de adsorción é mellor cando o pH é de 5 ~ 9, e o proceso de adsorción de fluor é o modelo de adsorción isotérmica de Langmuir. Ademais, as impurezas dos ións de sulfato en alúmina tamén poden afectar significativamente a calidade das mostras. Aínda que se realizou a investigación relacionada sobre a alúmina modificada pola Terra rara, a maior parte da investigación céntrase no proceso de adsorbente, que é difícil de ser usado industrialmente. No futuro, podemos estudar o mecanismo de disociación do complexo de flúor en solución de sulfato de cinc e as características de migración de ións de fluorio eficientes, de baixa custo e renovable, o adsorbido de sulfato renovable en sulfato renovable adsorbente de sulfluorio de sulfato renovable e renovable renovable. Sistema de hidrometalurxia de cinc e establece un modelo de control de procesos para tratar a solución de fluor de alta base baseada na terra raramente na nano adsorbente.
3.2 Catalizador
3.2.1 Reforma en seco de metano
A terra rara pode axustar a acidez (básica) de materiais porosos, aumentar a vacante de osíxeno e sintetizar catalizadores con dispersión uniforme, escala de nanómetro e estabilidade. A miúdo úsase para soportar metais nobres e metais de transición para catalizar a metanación de CO2. Na actualidade, os materiais mesoporosos modificados en terra rara están a desenvolverse cara á reforma en seco de metano (MDR), á degradación fotocatalítica de COV e á purificación de gases de cola. para metano. Non obstante, a sinterización e a deposición de carbono de nanopartículas de Ni na superficie de Ni/Al2o3lead á rápida desactivación do catalizador. Polo tanto, é necesario engadir acelerador, modificar o portador de catalizadores e mellorar a ruta de preparación para mellorar a actividade catalítica, a estabilidade e a resistencia ao escorro. En xeral, os óxidos de terra rara pódense usar como promotores estruturais e electrónicos en catalizadores heteroxéneos e CEO2improve a dispersión de Ni e cambia as propiedades da NI metálica mediante unha forte interacción de soporte metálico.
A MA é amplamente utilizada para mellorar a dispersión de metais e proporcionar restrición para metais activos para evitar a súa aglomeración. LA2O3With A alta capacidade de almacenamento de osíxeno aumenta a resistencia ao carbono no proceso de conversión e LA2O3Prota a dispersión de CO sobre alúmina mesoporosa, que ten unha alta actividade de reforma e resiliencia. O LA2O3ProMoter aumenta a actividade de MDR do catalizador de CO/MA, e o carbón CO3O4 e asfases fórmanse na superficie do catalizador. Non obstante, os pequenos grans LA2O3HAS altamente dispersos de 8nm ~ 10 nm. No proceso de MDR, a interacción in situ entre LA2O3 e co2O2O2CO3MESOFase co2O3 e o que induciu a eliminación efectiva de CXHY na superficie do catalizador. LA2O3promota a redución de hidróxeno proporcionando maior densidade de electróns e aumentando a vacante de osíxeno en 10%CO/MA. A adición de LA2O3Educe a aparente enerxía de activación de CH4consumo. Polo tanto, a taxa de conversión de CH4INGREADO ata o 93,7% a 1073k K. A adición de LA2O3IMPROVE a actividade catalítica, promoveu a redución de H2, aumentou o número de sitios activos CO0, produciu menos carbono depositado e aumentou a vacante de osíxeno ata o 73,3%.
CE e PR foron apoiados en Ni/Al2O3Catalyst por igual método de impregnación de volume en Li Xiaofeng. Despois de engadir CE e PR, diminuíu a selectividade a H2INCREAD e a selectividade para CO. A MDR modificada por PR tiña unha excelente capacidade catalítica e a selectividade a H2INCRETASTO do 64,5% ao 75,6%, mentres que a selectividade a CO diminuíu do 31,4% Peng Shujing et al. Método de xel de sol usado, MA modificado por CE preparouse con isopropóxido de aluminio, disolvente de isopropanol e hexahidrato de nitrato de cerio. A superficie específica do produto aumentou lixeiramente. A adición de CE reduciu a agregación de nanopartículas similares á varilla na superficie de MA. Algúns grupos hidroxilo na superficie de γ-al2O3 foron basicamente cubertos por compostos CE. Mellorouse a estabilidade térmica de MA e non se produciu ningunha transformación en fase de cristal despois da calcinación a 1000 ℃ durante 10 horas. Wang Baowei et al. Preparado MA MATERIAL CEO2-AL2O4by Método de coprecipitación. CEO2With Cubic Tiny Grains foi dispersado uniformemente en alúmina. Despois de apoiar a CO e MO en CEO2-AL2O4, a interacción entre Alumina e Active Component Co e MO foi inhibida efectivamente por CEO2
Os promotores da Terra rara (LA, CE, Y e SM) combínanse co catalizador de CO/MA para MDR, e o proceso móstrase na fig. 3. Os promotores da Terra rara poden mellorar a dispersión de CO no portador de MA e inhibir a aglomeración de partículas de CO. Canto menor sexa o tamaño das partículas, máis forte será a interacción co-MA, máis forte é a capacidade catalítica e de sinterización en catalizador YCO/MA, e os efectos positivos de varios promotores na actividade da MDR e na deposición de carbono. 4 é unha imaxe HRTEM despois do tratamento con MDR a 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 durante 8 horas. As partículas de CO existen en forma de manchas negras, mentres que os transportistas de MA existen en forma de gris, que depende da diferenza de densidade de electróns. Na imaxe HRTEM con 10%Co/MA (Fig. 4B), a aglomeración de partículas metálicas de CO obsérvase en MA Carrieriers. A adición de promotor da Terra rara reduce as partículas de CO a 11,0nm ~ 12,5 nm. YCO/MA ten unha forte interacción co-MA, e o seu rendemento de sinterización é mellor que outros catalizadores. Ademais, como se mostra nas figs. Nos catalizadores prodúcense nanofires de carbono de 4B a 4F (CNF), que manteñen en contacto co fluxo de gas e evitan que o catalizador se desactivase.
Fig. 3 Efecto da adición de terra rara sobre propiedades físicas e químicas e rendemento catalítico de MDR do catalizador de Co/Ma
3.2.2 Catalizador de desoxidación
Fe2O3/meso-Ceal, un catalizador de desoxidación baseado en CE, foi preparado por deshidroxenación oxidativa de 1- buteno con oxidante suave de CO2AS, e foi usado na síntese de 1,3-butadieno (BD). CE foi moi dispersado na matriz de alúmina, e Fe2O3/meso foi altamente dispersedfe2O3/MESO-CEAL-100 catalizador non só ten especies de ferro altamente dispersas e boas propiedades estruturais, senón que tamén ten boa capacidade de almacenamento de osíxeno, polo que ten unha boa capacidade de adsorción e activación de CO2. Como se mostra na figura 5, as imaxes TEM mostran que Fe2O3/meso-Ceal-100 é regularit demostra que a estrutura de canle similar ao verme de mesoceal-100 é solta e porosa, o que é beneficioso para a dispersión de ingredientes activos, mentres que CE moi dispersado está dopado con éxito na matriz de alúmina. O material de revestimento de catalizador de metais nobres que se atopa co estándar de emisión ultra-baixa dos vehículos a motor desenvolveu unha estrutura de poros, unha boa estabilidade hidrotermal e unha gran capacidade de almacenamento de osíxeno.
3.2.3 Catalizador para vehículos
PD-RH soportou complexos de terras raras baseadas en aluminio Cuaternario Alcezrtiox e Allazrtiox para obter materiais de revestimento de catalizadores automotivos. O complexo de terra rara baseado en aluminio mesoporo PD-RH/ALC pódese usar con éxito como catalizador de purificación de escape de vehículos CNG con boa durabilidade, e a eficiencia de conversión de CH4, o compoñente principal do gas de escape do vehículo CNG, é ata o 97,8%. Adopta un método hidrotermal dun só paso para preparar ese material composto de terra rara para realizar autoensamblaxe, sintetizáronse precursores mesoporos con estado metastable e unha alta agregación e a síntese de re-al conformada ao modelo de "unidade de crecemento composto", realizando así a purificación do tripulador de baixa post-montada automóbil.
Fig. 4 imaxes HRTEM de MA (A), CO/MA (B), Laco/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) e SMCO/MA (F)
Fig. 5 Imaxe TEM (A) e Diagrama de elementos EDS (B, C) de Fe2O3/MESO-CEAL-100
3.3 Rendemento luminoso
Os electróns de elementos da Terra rara son facilmente excitados á transición entre diferentes niveis de enerxía e emiten luz. Os ións de terra rara adoitan usarse como activadores para preparar materiais luminiscentes. Os ións de terra rara pódense cargar na superficie das microsferas oco de fosfato de aluminio mediante método de coprecipitación e método de intercambio iónico, e poden prepararse materiais luminiscentes alpo4∶re (la, ce, pr, nd). A lonxitude de onda luminiscente está na rexión ultravioleta próxima. AMA faise en películas finas debido á súa inercia, baixa constante dieléctrica e baixa condutividade, o que fai que sexa aplicable a dispositivos eléctricos e ópticos, películas finas, barreiras, sensores, etc. Tamén se pode usar para sensibilizar a resposta a un diámetro de unha resposta a unha resposta. Estes dispositivos son películas amoreadas cunha lonxitude definida de ruta óptica, polo que é necesario controlar o índice de refracción e o grosor. No presente, o dióxido de titanio e o óxido de circonio con alto índice de refracción e dióxido de silicio con baixo índice de refracción úsanse a miúdo para deseñar e construír tales dispositivos. Amplíase o rango de dispoñibilidade de materiais con diferentes propiedades químicas superficiais, o que permite deseñar sensores avanzados de fotóns. A introdución de películas de MA e oxydroxido no deseño de dispositivos ópticos mostra un gran potencial porque o índice de refracción é similar ao do dióxido de silicio. Pero as propiedades químicas son diferentes.
3.4 Estabilidade térmica
Co aumento da temperatura, a sinterización afecta seriamente ao efecto de uso do catalizador de MA, e a superficie específica diminúe e a fase cristalina γ-Al2O3in transfórmase en fases δ e θ a χ. Os materiais de terra rara teñen boa estabilidade química e estabilidade térmica, alta adaptabilidade e materias primas facilmente dispoñibles e baratas. A adición de elementos de terra rara pode mellorar a estabilidade térmica, a resistencia á oxidación de alta temperatura e as propiedades mecánicas do portador e axustar a acidez superficial do portador. LA e CE son os elementos de modificación máis empregados e estudados. Lu Weiguang e outros descubriron que a adición de elementos de terra rara evitaba efectivamente a difusión a granel de partículas de alúmina, LA e CE protexeron os grupos hidroxilo na superficie da alúmina, inhibiron a sinterización e a transformación de fase e reduciu o dano de alta temperatura á estrutura mesoporosa. A alúmina preparada aínda ten unha superficie específica e un volume de poros. Non obstante, demasiado ou moi pouco elemento de terra rara reducirá a estabilidade térmica da alúmina. Li Yanqiu et al. Engadiuse un 5% LA2O3to γ-Al2O3, que mellorou a estabilidade térmica e aumentou o volume de poros e a superficie específica do portador de alúmina. Como se pode ver na figura 6, LA2O3ADDED a γ-Al2O3, mellora a estabilidade térmica do portador composto de terra rara.
No proceso de dopaxe de partículas nano-fibrosas con LA a MA, a superficie de aposta e o volume de poros de MA-LA son superiores aos de MA cando aumenta a temperatura do tratamento térmico, e a dopaxe con LA ten un efecto retardante evidente na sinterización a alta temperatura. Como se mostra na fig. 7, co aumento da temperatura, LA inhibe a reacción do crecemento do gran e da transformación de fase, mentres que as figs. 7a e 7c mostran a acumulación de partículas nano-fibrosas. Na fig. 7b, o diámetro de partículas grandes producidas pola calcinación a 1200 ℃ é de aproximadamente 100 nm. Marca a sinterización significativa de MA. Ademais, en comparación co MA-1200, MA-LA-1200 non se agrega despois do tratamento térmico. Coa adición de LA, as partículas de nano-fibra teñen unha mellor capacidade de sinterización. Incluso a temperatura de calcinación máis alta, a LA dopada aínda está moi dispersada na superficie de MA. A MA modificada pode usarse como portador de catalizador de PD na reacción de C3H8OXIDACIÓN.
Fig. 6 Modelo de estrutura de alúmina de sinterización con e sen elementos de terra rara
Fig. 7 Imaxes TEM de MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) e MA-LA-1200 (D)
4 Conclusión
Introdúcese o progreso da preparación e a aplicación funcional de materiais MA modificados pola Terra rara. A MA modificada pola Terra rara é moi utilizada. Aínda que se realizaron moitas investigacións en aplicación catalítica, estabilidade térmica e adsorción, moitos materiais teñen un alto custo, cantidade de dopaxe baixa, mala orde e son difíciles de ser industrializadas. Hai que facer o seguinte traballo no futuro: optimizar a composición e a estrutura da MA modificada pola Terra rara, selecciona o proceso adecuado, cumpra o desenvolvemento funcional; Establecer un modelo de control de procesos baseado no proceso funcional para reducir os custos e realizar a produción industrial; Para maximizar as vantaxes dos recursos da Terra rara de China, debemos explorar o mecanismo de modificación da Terra rara, mellorar a teoría e o proceso de preparar a MA modificada pola Terra rara.
Proxecto de fondos: Shaanxi Science and Technology Innovation Project (2011KTDZ01-04-01); Provincia de Shaanxi 2019 Proxecto especial de investigación científica (19JK0490); 2020 Proxecto de investigación científica especial do Huaqing College, Xi 'An University of Architecture and Technology (20Ky02)
Fonte: terra rara
Tempo de publicación: xul-04-2022