Antarane oksida non-siliceous, alumina nduweni sifat mekanik sing apik, tahan suhu dhuwur lan tahan korosi, dene alumina mesoporous (MA) nduweni ukuran pori sing bisa diatur, area lumahing spesifik sing gedhe, volume pori gedhe lan biaya produksi sing murah, sing akeh digunakake ing katalisis, release tamba kontrol, adsorption lan kothak liyane, kayata cracking, hydrocracking lan hydrodesulfurization saka bahan mentahan Petroleum.Alumina microporous umume digunakake ing industri, nanging bakal langsung mengaruhi kegiatan saka alumina, urip layanan lan selectivity saka katalis.Contone, ing proses pemurnian knalpot mobil, polutan sing disimpen saka aditif minyak mesin bakal mbentuk coke, sing bakal nyebabake penyumbatan pori-pori katalis, saéngga nyuda aktivitas katalis.Surfaktan bisa digunakake kanggo nyetel struktur pembawa alumina kanggo mbentuk MA. Ningkatake kinerja katalitik.
MA duwe efek kendala, lan logam aktif dipateni sawise kalsinasi suhu dhuwur.Kajaba iku, sawise kalsinasi suhu dhuwur, struktur mesoporous ambruk, kerangka MA ana ing negara amorf, lan keasaman permukaan ora bisa nyukupi syarat ing bidang fungsionalisasi.Perawatan modifikasi asring dibutuhake kanggo ningkatake aktivitas katalitik, stabilitas struktur mesoporous, stabilitas termal permukaan lan keasaman permukaan bahan MA. Kelompok modifikasi umum kalebu heteroatom logam (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, lsp. ) lan oksida logam (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, lan liya-liyane) Dimuat ing permukaan MA utawa didoping menyang balung.
Konfigurasi elektron khusus unsur bumi langka ndadekake senyawa kasebut nduweni sifat optik, listrik lan magnetik khusus, lan digunakake ing bahan katalitik, bahan fotoelektrik, bahan adsorpsi lan bahan magnetik.Bahan mesoporous sing diowahi langka bumi bisa nyetel sifat asam (alkali), nambah kekosongan oksigen, lan sintesis katalis nanocrystalline logam kanthi dispersi seragam lan skala nanometer stabil.Bahan keropos sing cocog lan lemah langka bisa ningkatake dispersi permukaan nanocrystals logam lan stabilitas lan deposisi karbon. resistensi katalis.Ing makalah iki, modifikasi lan fungsionalisasi tanah langka MA bakal dienalake kanggo nambah kinerja katalitik, stabilitas termal, kapasitas panyimpenan oksigen, area lumahing spesifik lan struktur pori.
1 Persiapan MA
1.1 preparation saka alumina carrier
Cara nyiapake pembawa alumina nemtokake distribusi struktur pori, lan metode persiapan umum kalebu metode dehidrasi pseudo-boehmite (PB) lan metode sol-gel.Pseudoboehmite (PB) pisanan diusulake dening Calvet, lan H + promosi peptisasi kanggo entuk γ-AlOOH koloid PB sing ngemot banyu interlayer, sing dikalsinasi lan didehidrasi ing suhu dhuwur kanggo mbentuk alumina.Miturut bahan mentahan sing beda-beda, asring dipérang dadi cara udan, cara karbonisasi lan metode hidrolisis alkoholaluminium. Kelarutan koloid PB kena pengaruh kristal, lan dioptimalake kanthi nambah kristal, lan uga kena pengaruh paramèter proses operasi.
PB biasane disiapake kanthi metode presipitasi.Alkali ditambahake menyang larutan aluminat utawa asam ditambahake menyang larutan aluminat lan diendapake kanggo entuk alumina terhidrasi (udhara alkali), utawa asam ditambahake menyang udan aluminat kanggo entuk alumina monohidrat, sing banjur dikumbah, dikeringake lan dikalsinasi kanggo entuk PB.Cara presipitasi gampang dioperasi lan biaya murah, sing asring digunakake ing produksi industri, nanging dipengaruhi dening akeh faktor (solusi pH, konsentrasi, suhu, lan liya-liyane).Ing cara karbonisasi, Al (OH) 3 dipikolehi kanthi reaksi CO2 lan NaAlO2, lan PB bisa dipikolehi sawise tuwa.Cara iki nduweni kaluwihan saka operasi prasaja, kualitas produk dhuwur, ora polusi lan biaya kurang, lan bisa nyiyapake alumina karo aktivitas katalitik dhuwur, resistance karat banget lan area lumahing tartamtu dhuwur karo investasi kurang lan dhuwur bali.Aluminium alkoksida cara hidrolisis asring digunakake. kanggo nyiapake PB kemurnian dhuwur.Aluminium alkoxide dihidrolisis dadi aluminium oksida monohidrat, lan banjur diolah kanggo entuk PB kemurnian dhuwur, sing nduweni kristalinitas sing apik, ukuran partikel seragam, distribusi ukuran pori sing konsentrasi lan integritas partikel bola sing dhuwur.Nanging, proses kasebut rumit, lan angel dipulihake amarga nggunakake pelarut organik beracun tartamtu.
Kajaba iku, uyah anorganik utawa senyawa organik saka logam umume digunakake kanggo nyiapake prekursor alumina kanthi metode sol-gel, lan banyu murni utawa pelarut organik ditambahake kanggo nyiapake solusi kanggo ngasilake sol, sing banjur digawe gel, garing lan dipanggang.Ing saiki, proses preparation saka alumina isih apik ing basis saka cara PB dehidrasi, lan cara carbonization wis dadi cara utama kanggo produksi alumina industri amarga saka ekonomi lan pangayoman lingkungan.Alumina disiapake dening cara sol-gel wis kepincut akeh manungsa waé. amarga distribusi ukuran pori sing luwih seragam, minangka cara sing potensial, nanging kudu ditingkatake kanggo nggayuh aplikasi industri.
1.2 Persiapan MA
Alumina konvensional ora bisa nyukupi syarat fungsional, mula kudu nyiyapake MA kinerja dhuwur.Cara sintesis biasane kalebu: metode nano-casting kanthi cetakan karbon minangka cithakan keras;Sintesis SDA: Penguapan-mlebu proses poto-assembly (EISA) ing ngarsane cithakan alus kayata SDA lan surfaktan kationik, anionik utawa nonionik liyane.
1.2.1 proses EISA
Cithakan alus digunakake ing kondisi ngandhut asam, kang ngindhari proses rumit lan wektu-akeh saka cara membran hard lan bisa éling modulasi terus-terusan saka aperture.Preparation saka MA dening EISA wis kepincut akeh manungsa waé amarga saka kasedhiyan gampang lan reproducibility.Struktur mesoporous sing beda bisa disiapake.Ukuran pori MA bisa diatur kanthi ngganti dawa rantai hidrofobik surfaktan utawa nyetel rasio molar katalis hidrolisis menyang prekursor aluminium ing solusi. Mulane, EISA, uga dikenal minangka sintesis siji-langkah lan cara modifikasi sol-gel saka permukaan dhuwur. area MA lan dhawuh alumina mesoporous (OMA), wis Applied kanggo macem-macem cithakan alus, kayata P123, F127, triethanolamine (teh), etc EISA bisa ngganti proses co-assembly saka prekursor organoaluminum, kayata aluminium alkoxides lan surfaktan Cithakan. , biasane aluminium isopropoxide lan P123, kanggo nyediakake bahan mesoporous. Pangembangan sukses proses EISA mbutuhake pangaturan sing tepat saka hidrolisis lan kinetika kondensasi kanggo entuk sol sing stabil lan ngidini pangembangan mesophase sing dibentuk dening micelles surfaktan ing sol.
Ing proses EISA, panggunaan pelarut non-air (kayata etanol) lan agen komplek organik kanthi efektif bisa nyuda hidrolisis lan tingkat kondensasi prekursor organoaluminum lan ngindhuksi bahan OMA dhewe, kayata Al (OR) 3 lan aluminium isoprooksida.Nanging, ing pelarut molah malih non-air, cithakan surfaktan biasane ilang hydrophilicity / hydrophobicity.Kajaba iku, Amarga wektu tundha hidrolisis lan polikondensasi, produk penengah nduweni klompok hidrofobik, sing ndadekake angel sesambungan karo cithakan surfaktan.Mung nalika konsentrasi surfactant lan derajat hidrolisis lan polycondensation saka aluminium sing mboko sithik tambah ing proses penguapan solvent bisa poto-pangumpulan cithakan lan aluminium njupuk Panggonan.Mulane, akeh paramèter sing mengaruhi kahanan penguapan pelarut lan hidrolisis lan reaksi kondensasi saka prekursor, kayata suhu, asor relatif, katalis, tingkat penguapan solvent, etc., bakal mengaruhi struktur Déwan final.Kaya sing dituduhake ing anjir.1, bahan OMA karo stabilitas termal dhuwur lan kinerja katalitik dhuwur padha disintesis dening solvothermal dibantu penguapan mlebu poto-assembly (SA-EISA).perawatan solvothermal mromosiaken hidrolisis lengkap prekursor aluminium kanggo mbentuk klompok cilik aluminium klompok hidroksil, kang meningkat interaksi antarane surfaktan lan aluminium.Two-dimensi hexagonal mesophase iki kawangun ing proses EISA lan calcined ing 400 ℃ kanggo mbentuk materi OMA.Ing proses EISA tradisional, proses penguapan diiringi hidrolisis prekursor organoaluminum, saéngga kondisi penguapan duweni pangaruh penting ing reaksi lan struktur pungkasan OMA.Langkah perawatan solvothermal dipun promosiaken hidrolisis lengkap saka ngisaratke aluminium lan mrodhuksi sebagean kental klompok hidroksil aluminium klompok.OMA kawangun ing sawetara saka sudhut kahanan penguapan.Dibandhingake karo MA sing disiapake kanthi cara EISA tradisional, OMA sing disiapake kanthi metode SA-EISA nduweni volume pori sing luwih dhuwur, area lumahing spesifik sing luwih apik lan stabilitas termal sing luwih apik.Ing mangsa ngarep, cara EISA bisa digunakake kanggo nyiapake ultra-gedhe aperture MA karo tingkat konversi dhuwur lan selectivity banget tanpa nggunakake agen reaming.
Fig. 1 diagram alur metode SA-EISA kanggo sintesis bahan OMA
1.2.2 pangolahan liyane
preparation MA conventional mbutuhake kontrol pas paramèter sintesis kanggo entuk struktur mesoporous cetha, lan aman saka bahan cithakan uga tantangan, kang complicates proses sintesis.Saiki, akeh literatur wis nglaporake sintesis MA kanthi template sing beda.Ing taun anyar, riset utamané fokus ing sintesis MA karo glukosa, sukrosa lan pati minangka cithakan dening aluminium isopropoxide ing banyu solusi.Akeh bahan MA iki disintesis saka aluminium nitrat, sulfat lan alkoksida minangka sumber aluminium.MA CTAB uga dipikolehi kanthi modifikasi langsung PB minangka sumber aluminium.MA kanthi sifat struktural sing beda, yaiku Al2O3)-1, Al2O3)-2 lan al2o3Lan nduweni stabilitas termal sing apik.Tambahan saka surfaktan ora ngganti struktur kristal gawan saka PB, nanging ngganti mode numpuk partikel.Kajaba iku, pembentukan Al2O3-3 dibentuk kanthi adhesi nanopartikel sing distabilake dening pelarut organik PEG utawa agregasi ing sekitar PEG.Nanging, distribusi ukuran pori Al2O3-1 sempit banget.Kajaba iku, katalis berbasis paladium disiapake kanthi MA sintetik minangka pembawa. Ing reaksi pembakaran metana, katalis sing didhukung Al2O3-3 nuduhake kinerja katalitik sing apik.
Kanggo pisanan, MA kanthi distribusi ukuran pori sing relatif sempit disiapake kanthi nggunakake ABD slag ireng aluminium sing murah lan sugih aluminium.Proses produksi kalebu proses ekstraksi ing suhu kurang lan tekanan normal.Partikel padhet sing ditinggalake ing proses ekstraksi ora bakal ngrusak lingkungan, lan bisa ditumpuk kanthi resiko kurang utawa digunakake maneh minangka pengisi utawa agregat ing aplikasi beton.Tlatah lumahing tartamtu saka MA sing disintesis yaiku 123 ~ 162m2 / g, Distribusi ukuran pori sempit, radius puncak yaiku 5.3nm, lan porositas 0.37 cm3 / g.Materi kasebut ukurane nano lan ukuran kristal kira-kira 11nm.Sintesis solid-state minangka proses anyar kanggo sintesis MA, sing bisa digunakake kanggo ngasilake penyerap radiokimia kanggo panggunaan klinis.Bahan baku aluminium klorida, amonium karbonat lan glukosa dicampur ing rasio molar 1: 1,5: 1,5, lan MA disintesis dening reaksi mekanokimia solid-state anyar. Kanthi konsentrasi 131I ing peralatan baterei termal, asil total 131I sawise konsentrasi yaiku 90 %, lan solusi 131I[NaI] sing dipikolehi nduweni konsentrasi radioaktif sing dhuwur (1.7TBq/mL), saéngga nyadari panggunaan kapsul dosis131I[NaI] sing gedhe kanggo perawatan kanker tiroid.
Kanggo jumlah munggah, ing mangsa, Cithakan molekul cilik uga bisa dikembangaké kanggo mbangun multi-tingkat struktur pori dhawuh, èfèktif nyetel struktur, morfologi lan sifat kimia lumahing saka bahan, lan generate area lumahing gedhe lan dhawuh wormhole MA.Jelajahi template murah lan sumber aluminium, ngoptimalake proses sintesis, njlentrehake mekanisme sintesis lan nuntun proses kasebut.
Metode modifikasi 2 MA
Cara nyebarake komponen aktif kanthi seragam ing operator MA kalebu impregnasi, in-situ synthe-sis, presipitasi, pertukaran ion, campuran mekanik lan leleh, ing antarane loro sing paling umum digunakake.
2.1 Metode sintesis in-situ
Kelompok sing digunakake ing modifikasi fungsional ditambahake ing proses nyiapake MA kanggo ngowahi lan nyetabilake struktur kerangka materi lan nambah kinerja katalitik.Proses ditampilake ing Figure 2. Liu et al.disintesis Ni / Mo-Al2O3in situ karo P123 minangka cithakan.Loro-lorone Ni lan Mo padha buyar ing saluran MA dhawuh, tanpa numpes struktur mesoporous MA, lan kinerja katalitik iki temenan apik.Ngadopsi metode pertumbuhan ing papan ing substrat gamma-al2o3 sing disintesis, Dibandhingake karo γ-Al2O3, MnO2-Al2O3 nduweni area lumahing spesifik BET lan volume pori sing luwih gedhe, lan nduweni struktur mesoporous bimodal kanthi distribusi ukuran pori sing sempit.MnO2-Al2O3 nduweni tingkat adsorpsi sing cepet lan efisiensi dhuwur kanggo F-, lan nduweni kisaran aplikasi pH sing wiyar (pH = 4 ~ 10), sing cocok kanggo kondisi aplikasi industri praktis.Kinerja daur ulang MnO2-Al2O3 luwih apik tinimbang γ-Al2O. Stabilitas struktur kudu luwih dioptimalake.Kanggo nyimpulake, bahan MA sing dimodifikasi sing diduweni dening sintesis in-situ nduweni urutan struktural sing apik, interaksi sing kuat antarane kelompok lan operator alumina, kombinasi sing nyenyet, beban materi sing gedhe, lan ora gampang nyebabake ngeculake komponen aktif ing proses reaksi katalitik. , lan kinerja katalitik saya tambah apik.
Fig. 2 Preparation saka MA functionalized dening in-situ sintesis
2.2 Metode impregnasi
Nyemplungake MA sing disiapake menyang klompok sing diowahi, lan entuk materi MA sing diowahi sawise perawatan, supaya bisa mujudake efek katalisis, adsorpsi lan liya-liyane.Cai et al.nyawisake MA saka P123 dening cara sol-gel, lan direndhem ing etanol lan solusi tetraethylenepentamine diwenehi materi MA dipunéwahi amino karo kinerja adsorpsi kuwat.Kajaba iku, Belkacemi et al.dicelupake ing ZnCl2solution dening proses padha diwenehi seng doped dipunéwahi materi MA. Area lumahing tartamtu lan volume pori sing 394m2 / g lan 0,55 cm3 / g, mungguh.Dibandhingake karo cara sintesis in-situ, cara impregnation wis sawur unsur luwih, struktur mesoporous stabil lan kinerja adsorption apik, nanging pasukan interaksi antarane komponen aktif lan operator alumina banget, lan kegiatan katalitik gampang diganggu dening faktor njaba.
3 kemajuan fungsional
Sintesis MA tanah jarang kanthi sifat khusus minangka tren pangembangan ing mangsa ngarep.Saiki, ana akeh cara sintesis.Parameter proses mengaruhi kinerja MA.Area lumahing tartamtu, volume pori lan diameteripun pori MA bisa diatur dening jinis template lan komposisi prekursor aluminium.Suhu kalsinasi lan konsentrasi cithakan polimer mengaruhi area lumahing tartamtu lan volume pori MA.Suzuki lan Yamauchi nemokake yen suhu kalsinasi tambah saka 500 ℃ nganti 900 ℃. Aperture bisa ditambah lan area permukaan bisa dikurangi.Kajaba iku, perawatan modifikasi bumi langka mbenakake aktivitas, stabilitas termal lumahing, stabilitas struktural lan acidity lumahing bahan MA ing proses katalitik, lan meets pangembangan functionalization MA.
3.1 Adsorben Defluorinasi
Fluorine ing banyu ngombe ing China mbebayani banget.Kajaba iku, nambah isi fluorine ing solusi seng sulfat industri bakal mimpin kanggo karat saka piring elektroda, rusak lingkungan kerja, Kurangé populasi saka kualitas seng elektrik lan nyuda jumlah banyu daur ulang ing sistem nggawe asam. lan proses elektrolisis saka fluidized bed furnace roasting gas flue.Ing saiki, cara adsorption paling atraktif antarane cara umum defluorination udan.Nanging, ana sawetara shortcomings, kayata kapasitas adsorption miskin, sawetara pH kasedhiya panah, polusi secondary lan ing.Karbon aktif, alumina amorf, alumina aktif lan adsorben liyane wis digunakake kanggo defluorinasi banyu, nanging biaya adsorben dhuwur, lan kapasitas adsorpsi saka F-in solusi netral utawa konsentrasi dhuwur kurang.Alumina aktif wis dadi paling wiyar. sinau adsorbent kanggo aman fluoride amarga saka karemenan dhuwur lan selectivity kanggo fluoride ing Nilai pH netral, nanging diwatesi dening kapasitas adsorption miskin saka fluoride, lan mung ing pH <6 bisa duwe kinerja adsorpsi fluoride apik.MA wis kepincut manungsa waé sudhut. ing kontrol polusi lingkungan amarga area lumahing tartamtu gedhe, efek ukuran pori unik, kinerja asam-basa, stabilitas termal lan mechanical.Kundu et al.MA disiapake kanthi kapasitas adsorpsi fluorine maksimal 62,5 mg / g.Kapasitas adsorpsi fluorine MA banget dipengaruhi dening karakteristik struktural, kayata area permukaan spesifik, gugus fungsi permukaan, ukuran pori lan ukuran pori total. Penyesuaian struktur lan kinerja MA minangka cara penting kanggo ningkatake kinerja adsorpsi.
Amarga asam keras saka La lan keasaman fluorine sing keras, ana afinitas sing kuat antarane La lan ion fluorin.Ing taun-taun pungkasan, sawetara panaliten nemokake yen La minangka modifier bisa nambah kapasitas adsorpsi fluoride.Nanging, amarga kestabilan struktural saka adsorben tanah jarang, luwih akeh lemah langka sing dilebur menyang solusi kasebut, nyebabake polusi banyu sekunder lan mbebayani kanggo kesehatan manungsa.Ing sisih liya, konsentrasi aluminium sing dhuwur ing lingkungan banyu minangka salah sawijining racun kanggo kesehatan manungsa.Mulane, perlu kanggo nyiyapake jinis adsorben komposit kanthi stabilitas sing apik lan ora ana leaching utawa kurang leaching unsur liyane ing proses mbusak fluorine.MA sing diowahi dening La lan Ce disiapake kanthi cara impregnasi (La / MA lan Ce / MA).oksida bumi langka kasil dimuat ing permukaan MA kanggo pisanan, sing nduweni kinerja defluorinasi sing luwih dhuwur. gugus fungsi hidroksil ing permukaan adsorben ngasilake ikatan hidrogen karo F-, modifikasi La lan Ce nambah kapasitas adsorpsi fluorine, La / MA ngemot situs adsorpsi hidroksil luwih akeh, lan kapasitas adsorpsi F ing urutan La / MA > Ce/MA>MA.Kanthi nambah konsentrasi awal, kapasitas adsorpsi fluorine mundhak. Efek adsorpsi paling apik nalika pH 5 ~ 9, lan proses adsorpsi fluorine cocog karo model adsorpsi isotermal Langmuir.Kajaba iku, impurities ion sulfat ing alumina uga bisa mengaruhi kualitas sampel.Sanajan riset sing gegandhengan babagan alumina sing dimodifikasi bumi langka wis ditindakake, sebagian besar riset fokus ing proses adsorben, sing angel digunakake ing industri. Ing mangsa ngarep, kita bisa nyinaoni mekanisme disosiasi kompleks fluorine ing larutan seng sulfat. lan karakteristik migrasi ion fluorine, entuk adsorben ion fluorine sing efisien, murah lan bisa dianyari kanggo defluorinasi solusi seng sulfat ing sistem hidrometalurgi seng, lan nggawe model kontrol proses kanggo ngobati solusi fluorine dhuwur adhedhasar adsorbent nano MA jarang bumi.
3.2 Katalis
3.2.1 Reformasi garing saka metana
Rare earth bisa nyetel keasaman (kebasaan) bahan keropos, nambah kekosongan oksigen, lan sintesis katalis kanthi dispersi seragam, skala nanometer lan stabilitas.Asring digunakake kanggo ndhukung logam mulia lan logam transisi kanggo catalyze methanation saka CO2.Saiki, bahan mesoporous sing diowahi langka bumi berkembang menyang reformasi garing metana (MDR), degradasi fotokatalitik VOC lan pemurnian gas buntut. Dibandhingake karo logam mulia (kayata Pd, Ru, Rh, lan sapiturute) lan logam transisi liyane (kayata Co, Fe, lan sapiturute), Ni / Al2O3katalis digunakake akeh kanggo aktivitas katalitik lan selektivitas sing luwih dhuwur, stabilitas dhuwur lan biaya murah kanggo metana.Nanging, sintering lan deposisi karbon saka nanopartikel Ni ing lumahing Ni / Al2O3 mimpin kanggo deactivation cepet saka katalis.Mulane, perlu kanggo nambah accelerant, ngowahi operator katalis lan nambah rute preparation kanggo nambah kegiatan katalitik, stabilitas lan resistance scorch.Umumé, oksida bumi langka bisa digunakake minangka promotor struktural lan elektronik ing katalis heterogen, lan CeO2 mbenakake dispersi Ni lan ngganti sifat Ni metalik liwat interaksi dhukungan logam sing kuwat.
MA digunakake digunakake kanggo nambah sawur saka logam, lan nyedhiyani restraint kanggo logam aktif kanggo nyegah aglomerasi sing.La2O3 kanthi kapasitas panyimpenan oksigen sing dhuwur nambah resistensi karbon ing proses konversi, lan La2O3 ningkatake dispersi Co ing alumina mesoporous, sing nduweni aktivitas reformasi lan daya tahan sing dhuwur.La2O3promoter nambah aktivitas MDR saka katalis Co / MA, lan Co3O4lan CoAl2O4phase dibentuk ing permukaan katalis.Ing proses MDR, interaksi in-situ antarane La2O3 lan CO2 mbentuk La2O2CO3mesophase, sing nyebabake penghapusan efektif CxHy ing permukaan katalis.La2O3 ningkatake pengurangan hidrogen kanthi nyedhiyakake kapadhetan elektron sing luwih dhuwur lan nambah kekosongan oksigen ing 10% Co/MA.Penambahan La2O3 nyuda energi aktivasi sing katon saka konsumsi CH4.Mulane, Tingkat konversi CH4 mundhak dadi 93,7% ing 1073K K. Kajaba saka La2O3 ningkatake aktivitas katalitik, ningkatake pengurangan H2, nambah jumlah situs aktif Co0, ngasilake karbon sing kurang setor lan nambah kekosongan oksigen dadi 73,3%.
Ce lan Pr didhukung ing Ni / Al2O3katalis kanthi cara impregnasi volume sing padha ing Li Xiaofeng.Sawise nambahake Ce lan Pr, selektivitas kanggo H2 mundhak lan selektivitas kanggo CO mudhun.MDR sing diowahi dening Pr nduweni kemampuan katalitik sing apik, lan selektivitas kanggo H2 mundhak saka 64,5% dadi 75,6%, dene selektivitas menyang CO mudhun saka 31,4% Peng Shujing et al.digunakake metode sol-gel, Ce-dimodifikasi MA disiapake karo aluminium isopropoxide, isopropanol solvent lan cerium nitrate hexahydrate.Area lumahing tartamtu saka prodhuk iki rada tambah.Penambahan Ce nyuda agregasi nanopartikel kaya rod ing permukaan MA.Sapérangan gugus hidroksil ing lumahing γ- Al2O3 dhasaré katutup déning senyawa Ce.Stabilitas termal MA wis apik, lan ora ana transformasi fase kristal sawise kalsinasi ing 1000 ℃ sajrone 10 jam. Wang Baowei et al.bahan MA disiapake CeO2-Al2O4 kanthi metode kopresipitasi.CeO2 kanthi butir kubik cilik disebar kanthi seragam ing alumina.Sawise ndhukung Co lan Mo ing CeO2-Al2O4, interaksi antarane alumina lan komponen aktif Co lan Mo efektif dicegah dening CEO2.
Promotor langka bumi (La, Ce, y lan Sm) digabungake karo katalis Co / MA kanggo MDR, lan proses ditampilake ing anjir.3. promotor langka bumi bisa nambah sawur saka Co ing operator MA lan nyandhet agglomeration saka partikel co.ukuran partikel cilik, kuwat interaksi Co-MA, kuwat katalitik lan kemampuan sintering ing katalis YCo/MA, lan efek positif saka sawetara promotor ing aktivitas MDR lan deposition karbon.Fig.4 minangka gambaran HRTEM sawise perawatan MDR ing 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 kanggo 8 jam.Partikel Co ana ing wangun bintik ireng, nalika operator MA ana ing wangun werna abu-abu, kang gumantung ing prabédan saka Kapadhetan elektron.ing HRTEM gambar karo 10% Co / MA (anjir. 4b), ing aglomerasi partikel logam Co diamati ing operator maTambahan promotor langka bumi nyuda partikel Co kanggo 11.0nm ~ 12.5nm.YCo / MA nduweni interaksi Co-MA sing kuwat, lan kinerja sintering luwih apik tinimbang katalis liyane.Kajaba iku, minangka ditampilake ing anjir.4b nganti 4f, kawat nano karbon berongga (CNF) diprodhuksi ing katalis, sing tetep kontak karo aliran gas lan nyegah katalis saka mateni.
Gbr. 3 Pengaruh penambahan tanah jarang terhadap sifat fisika dan kimia dan kinerja katalitik MDR katalis Co/MA
3.2.2 Katalis deoksidasi
Fe2O3/Meso-CeAl, katalis deoksidasi berbasis Ce-doped Fe, disiapake kanthi dehidrogenasi oksidatif saka 1- butene karo CO2 minangka oksidan alus, lan digunakake ing sintesis 1,3- butadiena (BD).Ce iki Highly buyar ing matriks alumina, lan Fe2O3 / meso iki Highly dispersedFe2O3 / Meso-CeAl-100 katalis ora mung wis Highly buyar spesies wesi lan apik struktural, nanging uga nduweni kapasitas panyimpenan oksigen apik, supaya nduweni adsorption apik lan kapasitas aktifitas. saka CO2.Minangka ditampilake ing Figure 5, gambar TEM nuduhake yen Fe2O3 / Meso-CeAl-100 iku regulerIku nuduhake yen struktur saluran kaya cacing MesoCeAl-100 ngeculke lan keropos, kang ono gunane kanggo dispersi bahan aktif, nalika Highly buyar Ce. kasil doped ing matriks alumina.Bahan lapisan katalis logam mulia ketemu standar emisi ultra-rendah kendaraan bermotor wis ngembangake struktur pori, stabilitas hidrotermal sing apik lan kapasitas panyimpenan oksigen sing gedhe.
3.2.3 Katalis kanggo Kendaraan
AlCeZrTiOx lan AlLaZrTiOx adhedhasar aluminium quaternary ndhukung Pd-Rh kanggo entuk bahan lapisan katalis otomotif.Mesoporous aluminium basis langka bumi Komplek Pd-Rh / ALC bisa kasil digunakake minangka katalis pemurnian exhaust kendaraan CNG karo kekiatan apik, lan efficiency konversi CH4, komponèn utama gas exhaust kendaraan CNG, minangka dhuwur minangka 97,8%.Nganggo cara hydrotherMAl siji-langkah kanggo nyiapake materi komposit ma bumi langka kanggo mujudake poto-Dhimpun, Prekursor mesoporous dhawuh karo negara metastabil lan agregasi dhuwur padha disintesis, lan sintesis RE-Al salaras karo model saka "unit wutah senyawa" , saéngga nyadari pemurnian mobil knalpot post-dipasang konverter katalitik telung arah.
Gambar 4 HRTEM gambar ma (a), Co/MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) lan SmCo/MA(f)
Gambar 5 TEM image (A) lan diagram unsur EDS (b,c) saka Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 kinerja padhang
Elektron saka unsur bumi langka gampang bungah kanggo transisi antarane tingkat energi sing beda lan ngetokake cahya.Ion bumi langka asring digunakake minangka aktivator kanggo nyiapake bahan luminescent.Ion bumi langka bisa dimuat ing lumahing mikrosfer kothong aluminium fosfat kanthi cara kopresipitasi lan metode pertukaran ion, lan bahan luminescent AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) bisa disiapake.Dawane gelombang luminescent ana ing wilayah ultraviolet sing cedhak.MA digawe dadi film tipis amarga inersia, konstanta dielektrik sing kurang lan konduktivitas sing kurang, sing bisa ditrapake kanggo piranti listrik lan optik, film tipis, penghalang, sensor, lan liya-liyane. digunakake kanggo ngrasakake kristal fotonik siji-dimensi, generasi energi lan lapisan anti-pantulan.Piranti kasebut minangka film sing ditumpuk kanthi dawa jalur optik sing ditemtokake, mula kudu ngontrol indeks bias lan ketebalan. Saiki, titanium dioksida lan zirkonium oksida kanthi indeks bias dhuwur lan silikon dioksida kanthi indeks bias kurang asring digunakake kanggo ngrancang lan mbangun piranti kasebut. .Kasedhiya sawetara bahan kanthi sifat kimia permukaan sing beda-beda ditambahi, sing ndadekake bisa ngrancang sensor foton sing canggih.Introduksi film MA lan oxyhydroxide ing desain piranti optik nuduhake potensial gedhe amarga indeks bias padha karo silikon dioksida. Nanging sifat kimia beda.
3.4 stabilitas termal
Kanthi paningkatan suhu, sintering akeh mengaruhi efek panggunaan katalis MA, lan area lumahing spesifik suda lan fase kristal γ-Al2O3in dadi fase δ lan θ dadi χ.Bahan bumi langka nduweni stabilitas kimia sing apik lan stabilitas termal, daya adaptasi sing dhuwur, lan bahan mentah sing gampang kasedhiya lan murah.Penambahan unsur bumi langka bisa nambah stabilitas termal, resistensi oksidasi suhu dhuwur lan sifat mekanik operator, lan nyetel kaasaman permukaan operator.La lan Ce minangka unsur modifikasi sing paling umum digunakake lan diteliti.Lu Weiguang lan liya-liyane nemokake yen tambahan unsur bumi langka kanthi efektif nyegah panyebaran partikel alumina akeh, La lan Ce nglindhungi gugus hidroksil ing permukaan alumina, nyegah sintering lan transformasi fase, lan nyuda karusakan suhu dhuwur kanggo struktur mesoporous. .Alumina sing disiapake isih nduweni area lumahing spesifik lan volume pori sing dhuwur.Li Yanqiu et al.nambahake 5% La2O3to γ-Al2O3, sing ningkatake stabilitas termal lan nambah volume pori lan area lumahing spesifik operator alumina.Kaya sing bisa dideleng saka Figure 6, La2O3 ditambahake menyang γ-Al2O3, Ngapikake stabilitas termal operator komposit bumi langka.
Ing proses doping partikel nano-fibrous karo La kanggo MA, area lumahing BET lan volume pori MA-La luwih dhuwur tinimbang MA nalika suhu perawatan panas mundhak, lan doping karo La duwe efek retarding ketok ing sintering ing dhuwur. suhu.minangka ditampilake ing anjir.7, karo Tambah saka suhu, La nyegah reaksi saka wutah gandum lan transformasi phase, nalika ara.7a lan 7c nuduhake akumulasi partikel nano-fibrous.ing anjir.7b, diameter partikel gedhe sing diprodhuksi dening kalsinasi ing 1200 ℃ kira-kira 100nm. Iku nandhani sintering sing signifikan saka MA.Kajaba iku, dibandhingake karo MA-1200, MA-La-1200 ora aggregate sawise perawatan panas.Kanthi tambahan La, partikel serat nano nduweni kemampuan sintering sing luwih apik.malah ing suhu calcination luwih, doped La isih Highly buyar ing lumahing MA.MA sing dimodifikasi bisa digunakake minangka pembawa katalis Pd ing reaksi oksidasi C3H8.
Gambar 6. Model struktur sintering alumina kanthi lan tanpa unsur tanah jarang
Gambar 7 TEM gambar MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) lan MA-La-1200(d)
4 Kesimpulan
Kemajuan persiapan lan aplikasi fungsional materi MA sing diowahi bumi langka dikenalake.Rare earth modified MA digunakake akeh.Senajan akeh riset wis rampung ing aplikasi katalitik, stabilitas termal lan adsorption, akeh bahan duwe biaya dhuwur, jumlah doping kurang, urutan miskin lan angel kanggo industri.Pakaryan ing ngisor iki kudu ditindakake ing mangsa ngarep: ngoptimalake komposisi lan struktur MA sing diowahi langka bumi, pilih proses sing cocog, Ketemu pangembangan fungsional;Nggawe model kontrol proses adhedhasar proses fungsional kanggo nyuda biaya lan mujudake produksi industri;Kanggo nggedhekake kaluwihan sumber daya bumi langka China, kita kudu njelajah mekanisme modifikasi MA bumi langka, nambah teori lan proses nyiapake MA modifikasi langka bumi.
Proyek Dana: Proyek Inovasi Sakabèhé Ilmu lan Teknologi Shaanxi (2011KTDZ01-04-01);Proyek Riset Ilmiah Khusus Provinsi Shaanxi 2019 (19JK0490);Proyek riset ilmiah khusus 2020 saka Huaqing College, Universitas Arsitektur lan Teknologi Xi 'an (20KY02)
Sumber: Rare Earth
Wektu kirim: Jul-04-2022