Ënner Net-siliceous oxides, Alumina huet gutt mechanesch Eegeschaften, héich Temperatur Resistenz a corrosion Resistenz, iwwerdeems mesoporous Alumina (MA) huet justierbar Pore Gréisst, grouss spezifesch Fläch, grouss Pore Volumen an niddreg Produktioun Käschten, déi wäit an Katalysis benotzt gëtt, kontrolléiert Drogen Verëffentlechung, Adsorptioun an aner Felder, wéi Rëss, Hydrocracking an Hydrodesulfuriséierung vu Petroleum Rohmaterial.Microporous Alumina gëtt allgemeng an der Industrie benotzt, awer et wäert direkt d'Aktivitéit vun Aluminiumoxid beaflossen, de Service Liewen an d'Selektivitéit vum Katalysator.Zum Beispill, am Prozess vun der Auspuffreinung vum Auto, bilden déi deponéierte Verschmotzung vu Motoröladditive Kock, wat zu der Blockéierung vu Katalysatorporen féiert, an domat d'Aktivitéit vum Katalysator reduzéiert.Surfactant kann benotzt ginn d'Struktur vun Alumina Carrier zu Form MA.Improve seng katalytesch Leeschtung.
MA huet Zwangseffekt, an déi aktiv Metalle ginn no der Héichtemperaturkalzinatioun deaktivéiert.Zousätzlech, no der Héichtemperaturkalzinatioun, fällt d'Mesoporous Struktur zesummen, de MA Skelett ass amorphen Zoustand, an d'Uewerflächsäure kann seng Ufuerderungen am Beräich vun der Funktionaliséierung net erfëllen.Modifikatioun Behandlung ass oft néideg der catalytic Aktivitéit ze verbesseren, mesoporous Struktur Stabilitéit, Uewerfläch thermesch Stabilitéit an Uewerfläch Aciditéit vun MA materials.Common Modifikatioun Gruppen och Metal heteroatoms (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etc.). ) an metallen oxides (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, etc.)Laascht op der Uewerfläch vun MA oder dotéiert an de Skelett.
Déi speziell Elektronenkonfiguratioun vu seltenen Äerdelementer mécht seng Verbindungen speziell optesch, elektresch a magnetesch Eegeschaften, a gëtt a katalyteschen Materialien, photoelektresche Materialien, Adsorptiounsmaterialien a magnetesche Materialien benotzt.Selten Äerd modifizéiert mesoporous Materialien kann sauerem (Alkali) Propriétéit ajustéieren, Sauerstoff Vakanz Erhéijung, a metallen nanocrystalline Katalysator mat eenheetlech Dispersioun a stabil Nanometer Skala synthesize.Appropriate porous Materialien a rare earths kann der Uewerfläch Dispersioun vun Metal Nanokristaller an der Stabilitéit a Kuelestoff Oflagerung verbesseren Resistenz vu Katalysatoren.An dësem Pabeier wäert seelen Äerd Ännerung an funktionalization vun MA agefouert katalytic Leeschtung ze verbesseren, thermesch Stabilitéit, Sauerstoff Stockage Muecht, spezifesch Uewerfläch an Pore Struktur.
1 MA Virbereedung
1.1 Virbereedung vun Alumina Carrier
D'Virbereedungsmethod vum Aluminiumoxidträger bestëmmt seng Porestrukturverdeelung, a seng gemeinsam Virbereedungsmethoden enthalen Pseudo-Boehmite (PB) Dehydratiounsmethod a Sol-Gel Method.Pseudoboehmite (PB) gouf fir d'éischt vum Calvet proposéiert, an H + gefördert Peptiséierung fir γ-AlOOH kolloidal PB ze kréien enthale interlayer Waasser, dat bei héijer Temperatur kalzinéiert an dehydréiert gouf fir Aluminiumoxid ze bilden.No verschiddene Matière première, ass et oft an Nidderschlag Method ënnerdeelt, carbonization Method an Alkoholaluminium hydrolysis Method.D'kolloidal Solubilitéit vun PB ass vun crystallinity beaflosst, an et ass mat der Erhéijung vun crystallinity optimiséiert, an ass och vun Betribssystemer Prozess Parameteren betraff.
PB gëtt normalerweis duerch Nidderschlagsmethod virbereet.Alkali gëtt an d'Aluminatléisung bäigefüügt oder Säure gëtt an d'Aluminatléisung bäigefüügt an ausfällt fir hydratiséiert Aluminiumoxid ze kréien (Alkali Nidderschlag), oder Säure gëtt an d'Aluminat Nidderschlag bäigefüügt fir Aluminiumoxidmonohydrat ze kréien, wat duerno gewäsch, gedréchent a kalzinéiert gëtt fir PB ze kréien.Nidderschlagsmethod ass einfach ze bedreiwen an niddreg Käschten, déi dacks an der industrieller Produktioun benotzt gëtt, awer et gëtt vu ville Faktoren beaflosst (Léisung pH, Konzentratioun, Temperatur, etc.).An déi Bedingung fir Partikel mat besserer Dispersibilitéit ze kréien ass strikt.An der Karboniséierungsmethod gëtt Al (OH) 3 duerch d'Reaktioun vu CO2 an NaAlO2 kritt, a PB kann nom Alterung kritt ginn.Dës Method huet d'Virdeeler vun einfach Operatioun, héich Produit Qualitéit, keng Pollutioun an niddreg Käschten, a kann Alumina mat héich catalytic Aktivitéit virbereeden, excellent corrosion Resistenz an héich spezifesch Fläch mat niddereg Investitioun an héich return.Aluminum Alkoxide hydrolysis Method oft benotzt héich Rengheet PB ze preparéieren.Aluminiumalkoxid gëtt hydrolyséiert fir Aluminiumoxidmonohydrat ze bilden, an duerno behandelt fir héich Rengheet PB ze kréien, déi gutt Kristallinitéit, eenheetlech Partikelgréisst, konzentréiert Pore Gréisst Verdeelung an héich Integritéit vu Kugelpartikelen huet.Wéi och ëmmer, de Prozess ass komplex, an et ass schwéier ze recuperéieren wéinst der Benotzung vu bestëmmte gëfteg organesch Léisungsmëttel.
Zousätzlech ginn anorganesch Salzer oder organesch Verbindunge vu Metaller allgemeng benotzt fir Aluminiumoxid-Virgänger duerch Sol-Gel-Methode ze preparéieren, a reng Waasser oder organesch Léisungsmëttel ginn bäigefüügt fir Léisungen ze preparéieren fir Sol ze generéieren, déi dann geléiert, gedréchent a geréischtert gëtt.Am Moment, ass d'Virbereedung Prozess vun Alumina nach op der Basis vun PB Dehydratioun Method verbessert, an carbonization Method huet den Haaptgrond Method fir industriell Alumina Produktioun wéinst senger Wirtschaft an Emweltschutz ginn. Alumina virbereet vun Sol-gel Method huet vill Opmierksamkeet ugezunn wéinst senger méi eenheetlecher Pore Gréisst Verdeelung, déi eng potenziell Method ass, awer et muss verbessert ginn fir industriell Uwendung ze realiséieren.
1.2 MA Virbereedung
Konventionell Alumina kann net de funktionnelle Ufuerderunge erfëllen, also ass et néideg fir High-Performance MA ze preparéieren.D'Synthesemethoden enthalen normalerweis: Nano-Goss-Methode mat Kuelestoff als haarde Schabloun;Synthese vu SDA: Evaporatioun-induzéierter Selbstversammlungsprozess (EISA) an der Präsenz vu mëllen Templates wéi SDA an aner kationesch, anionesch oder nonionesch Surfaktanten.
1.2.1 EISA Prozess
Déi mëll Schabloun gëtt an sauerem Zoustand benotzt, wat de komplizéierten an Zäitopwendende Prozess vun der haarder Membranmethod vermeit a kann déi kontinuéierlech Modulatioun vun der Ouverture realiséieren.D'Virbereedung vun MA vun EISA huet vill Opmierksamkeet ugezunn wéinst senger einfach Disponibilitéit an reproducibility.Verschidde mesoporous Strukture kënne virbereet ginn.D'pore Gréisst vun MA kann vun änneren der hydrophobic Kette Längt vun surfactant ugepasst ginn oder d'molar Verhältnis vun hydrolysis Katalysator zu Al Virleefer zu Léisung ugepasst ginn. Dofir, EISA, och als eent-Schrëtt Synthes an Ännerung Sol-gel Method vun héich Uewerfläch bekannt. Beräich MA an bestallt mesoporous Alumina (OMA), gouf op verschidde mëll Schabloun applizéiert, wéi P123, F127, triethanolamine (Téi), etc.. EISA kann der Co-Assemblée Prozess vun organoaluminium Virleefer ersat, wéi Al alkoxides an surfactant Schablounen. , typesch Aluminiumisopropoxid an P123, fir mesoporous Materialien ze liwweren. Déi erfollegräich Entwécklung vum EISA-Prozess erfuerdert präzis Upassung vun der Hydrolyse a Kondensatiounskinetik fir stabil Sol ze kréien an d'Entwécklung vu Mesophase z'erméiglechen, déi duerch Surfaktant Mizellen an Sol geformt gëtt.
Am EISA Prozess kann d'Benotzung vun net-wässerleche Léisungsmëttel (wéi Ethanol) an organesch Komplexéierungsmëttelen effektiv d'Hydrolyse an d'Kondensatiounsquote vun Organoaluminium Virgänger verlangsamen an d'Selbstversammlung vun OMA Materialien induzéieren, wéi Al(OR)3and Aluminiumisopropoxid.Wéi och ëmmer, an net-wässerlech liichtflüchtege Léisungsmëttel, verléiere Surfaktant Template normalerweis hir Hydrophilizitéit / Hydrophobisitéit.Zousätzlech, Wéinst der Verzögerung vun der Hydrolyse a Polykondensatioun, huet de Mëttelprodukt eng hydrophobe Grupp, wat et schwéier mécht mat der Surfaktant Schabloun ze interagéieren.Nëmme wann d'Konzentratioun vum Surfaktant an de Grad vun der Hydrolyse an der Polykondensatioun vum Aluminium graduell am Prozess vun der Léisungsmëttelverdampfung erhéicht ginn, kann d'Selbstversammlung vu Schabloun an Aluminium stattfannen.Dofir wäerte vill Parameteren, déi d'Verdampungsbedéngungen vu Léisungsmëttelen an d'Hydrolyse an d'Kondensatiounsreaktioun vu Virgänger beaflossen, wéi Temperatur, relativer Fiichtegkeet, Katalysator, Léisungsmëttelverdampungsrate, asw., Afloss op d'Finale Assemblée Struktur.Wéi an der Fig.1, OMA Materialien mat héijer thermescher Stabilitéit an héich katalytescher Leeschtung goufen duerch solvothermal assistéiert Verdampfung induzéiert Selbstmontage (SA-EISA) synthetiséiert.solvothermal Behandlung gefördert déi komplett hydrolysis vun Al Virleefer kleng-Gréisst Stärekoup Al hydroxyl Gruppen ze Form, déi d'Interaktioun tëscht surfactants an Al verstäerkte. Zweedimensional sechseckegen mesophase war am EISA Prozess geformt an calcined um 400 ℃ OMA Material ze Form.Am traditionellen EISA Prozess ass de Verdampfungsprozess vun der Hydrolyse vum Organoaluminium Virleefer begleet, sou datt d'Verdampungsbedéngungen e wichtegen Afloss op d'Reaktioun an d'endgülteg Struktur vun OMA hunn.D'solvothermal Behandlung Schrëtt fördert déi komplett Hydrolyse vun der Al Virleefer a produzéiert deelweis kondenséiert clustered Al hydroxyl groups.OMA ënner enger breet Palette vun evaporation Konditiounen geformt.Am Verglach mat MA bereet duerch traditionell EISA Method, OMA bereet duerch SA-EISA Method huet méi héich Pore Volume, besser spezifesch Uewerfläch a besser thermesch Stabilitéit.An Zukunft kann EISA Method benotzt ginn ultra-grouss blenderapning MA mat héich Konversioun Taux an excellent Selektivitéit ze preparéieren ouni reaming Agent benotzt.
Fig. 1 Fluxdiagramm vun SA-EISA Method fir OMA Material synthetiséiert
1.2.2 aner Prozesser
Konventionell MA Virbereedung erfuerdert präzis Kontroll vu Syntheseparameter fir eng kloer mesoporös Struktur z'erreechen, an d'Ewechhuele vu Schablounmaterialien ass och Erausfuerderung, wat de Syntheseprozess komplizéiert.Am Moment hu vill Literatur d'Synthese vu MA mat verschiddene Template gemellt.An de leschte Joeren huet d'Fuerschung haaptsächlech op d'Synthese vu MA mat Glukos, Saccharose a Stärke konzentréiert als Schabloune vun Aluminiumisopropoxid an wässerlecher Léisung. Déi meescht vun dëse MA Materialien ginn aus Aluminiumnitrat, Sulfat an Alkoxid als Aluminiumquellen synthetiséiert.MA CTAB kritt och duerch direkt Ännerung vun PB als Al Quell.MA mat verschiddene strukturell Eegeschaften, dh Al2O3)-1, Al2O3)-2 an al2o3An huet gutt thermesch Stabilitéit.D'Zousatz vum Surfaktant ännert net déi inherent Kristallstruktur vu PB, awer ännert de Stackmodus vu Partikelen.Zousätzlech gëtt d'Bildung vun Al2O3-3 geformt duerch d'Adhäsioun vun Nanopartikelen stabiliséiert duerch organesch Léisungsmëttel PEG oder Aggregatioun ronderëm PEG.Wéi och ëmmer, d'Poregréisst Verdeelung vun Al2O3-1 ass ganz schmuel.Zousätzlech goufen Palladium-baséiert Katalysatoren mat syntheteschen MA als Carrier virbereet. An der Methan-Verbrennungsreaktioun huet de Katalysator, deen duerch Al2O3-3 ënnerstëtzt gëtt, gutt katalytesch Leeschtung gewisen.
Fir d'éischte Kéier war MA mat relativ schmuel Pore Gréisst Verdeelung vun benotzt bëlleg an Al-räich Al schwaarz slag ABD virbereet.De Produktiounsprozess enthält Extraktiounsprozess bei niddregen Temperaturen an normalen Drock.Déi zolidd Partikel, déi am Extraktiounsprozess hannerlooss sinn, verschmotzen d'Ëmwelt net, a kënne mat engem nidderegen Risiko opgestapelt ginn oder als Filler oder Aggregat an der konkreter Applikatioun erëmbenotzt ginn.Déi spezifesch Uewerfläch vum synthetiséierte MA ass 123 ~ 162m2 / g, d'Poregréisst Verdeelung ass schmuel, de Peak Radius ass 5.3nm, an d'Porositéit ass 0.37 cm3 / g.D'Material ass Nano-Gréisst an d'Kristallgréisst ass ongeféier 11nm.Solid-State Synthese ass en neie Prozess fir MA ze synthetiséieren, wat benotzt ka ginn fir radiochemesch Absorbent fir klinesch Notzung ze produzéieren.Aluminiumchlorid, Ammoniumkarbonat a Glukose Rohmaterial ginn an engem Molverhältnis vun 1: 1,5: 1,5 gemëscht, an MA gëtt duerch eng nei zolidd-state mechanochemesch Reaktioun synthetiséiert. %, an déi kritt131I[NaI] Léisung huet eng héich radioaktiv Konzentratioun (1.7TBq/mL), sou datt d'Benotzung vu grousser Dose131I[NaI] Kapsele fir Schilddrüs Kriibsbehandlung realiséiert gëtt.
Zesummefaassend, an Zukunft, kann och kleng molekulare Schablounen entwéckelt ginn Multi-Niveau bestallt Pore Strukturen ze bauen, effektiv d'Struktur ajustéieren, Morphologie an Uewerfläch chemesch Eegeschafte vu Materialien, a generéiert grouss Uewerfläch an bestallt wormhole MA.Entdeckt bëlleg Templates an Aluminiumquellen, optiméiert de Syntheseprozess, klärt de Synthesemechanismus a guidéiert de Prozess.
Ännerung Method vun 2 MA
D'Methoden fir eng eenheetlech Verdeelung vun aktive Komponenten op MA-Träger enthalen Imprägnatioun, In-situ Synthese, Nidderschlag, Ionenaustausch, mechanesch Vermëschung a Schmelzen, dorënner déi éischt zwee sinn am meeschte benotzt.
2.1 In-situ Synthesemethod
Gruppen, déi an der funktionell Modifikatioun benotzt ginn, ginn am Prozess vun der Virbereedung vun der MA bäigefüügt fir d'Skelettstruktur vum Material z'änneren an ze stabiliséieren an d'katalytesch Leeschtung ze verbesseren.De Prozess ass an der Figur 2. Liu et al.synthetiséiert Ni / Mo-Al2O3in situ mat P123 als Schabloun.Béid Ni a Mo goufen an bestallt MA Channels verspreet, ouni déi mesoporös Struktur vu MA ze zerstéieren, an d'katalytesch Leeschtung war selbstverständlech verbessert.Adoptioun vun enger in-situ Wuesstumsmethod op engem synthetiséierte Gamma-al2o3-Substrat, Am Verglach mam γ-Al2O3, huet MnO2-Al2O3 méi grouss BET-spezifesch Uewerfläch a Porevolumen, an huet eng bimodal mesoporös Struktur mat enger schmueler Poregréisstverdeelung.MnO2-Al2O3 huet séier Adsorptiounsquote an héich Effizienz fir F-, an huet e breet pH Applikatiounsberäich (pH = 4 ~ 10), wat fir praktesch industriell Uwendungsbedingunge gëeegent ass.D'Recyclingleistung vu MnO2-Al2O3 ass besser wéi déi vum γ-Al2O.Strukturell Stabilitéit muss weider optimiséiert ginn.Fir ze resuméieren, hunn d'MA modifizéiert Materialien, déi duerch in-situ Synthese kritt ginn, eng gutt strukturell Uerdnung, eng staark Interaktioun tëscht Gruppen an Aluminiumoxidträger, eng enk Kombinatioun, grouss Materialbelaaschtung, a sinn net einfach d'Ofdreiwung vun aktive Komponenten am katalytesche Reaktiounsprozess ze verursaachen. , an d'katalytesch Leeschtung ass wesentlech verbessert.
Lalumi 2 Virbereedung vun functionalized MA vun in-situ Synthes
2.2 Imprägnatiounsmethod
Taucht de preparéierten MA an déi modifizéiert Grupp, a kritt de modifizéierten MA Material no der Behandlung, fir d'Effekter vun der Katalyse, Adsorptioun an dergläiche ze realiséieren.Cai et al.virbereet MA aus P123 vun Sol-Gel Method, an et an Ethanol an tetraethylenepentamine Léisung getippt Amino modifizéiert MA Material mat staark adsorption Leeschtung ze kréien.Also, Belkacemi et al.an ZnCl2solution vun der selwechter Prozess getippt bestallt Zénk dotéiert geännert MA Materialien ze kréien. Déi spezifesch Uewerfläch an pore Volume sinn 394m2 /g an 0,55 cm3 /g, respektiv.Am Verglach mat der In-situ Synthesemethod huet d'Imprägnatiounsmethod eng besser Elementdispersioun, stabil mesoporös Struktur a gutt Adsorptiounsleistung, awer d'Interaktiounskraaft tëscht aktive Komponenten an Aluminiumoxidträger ass schwaach, an d'katalytesch Aktivitéit ass liicht vun externe Faktoren gestéiert.
3 funktionell Fortschrëtter
D'Synthese vu rare Äerd MA mat speziellen Eegeschaften ass den Entwécklungstrend an der Zukunft.Am Moment ginn et vill Synthesemethoden.De Prozess Parameteren Afloss op d'Leeschtung vun MA.Déi spezifesch Uewerfläch, Pore Volume an Poren Duerchmiesser vun MA kann duerch Schabloun Typ an Al Virleefer Zesummesetzung ugepasst ginn.D'Kalzinatiounstemperatur an d'Polymer Schabloun Konzentratioun beaflossen d'spezifesch Uewerfläch an de Porevolumen vum MA.Suzuki an Yamauchi hu festgestallt, datt d'Kalzinatiounstemperatur vu 500 ℃ op 900 ℃ erhéicht gouf. D'Ouverture kann erhéicht ginn an d'Uewerfläch ka reduzéiert ginn.Zousätzlech verbessert d'selten Äerdmodifikatiounsbehandlung d'Aktivitéit, d'Uewerflächethermesch Stabilitéit, d'Strukturstabilitéit an d'Uewerflächsäure vu MA Materialien am katalytesche Prozess, an entsprécht der Entwécklung vun der MA Funktionaliséierung.
3.1 Defluorinatioun Adsorbent
De Fluor am Drénkwaasser a China ass eescht schiedlech.Zousätzlech wäert d'Erhéijung vum Fluorgehalt an der industrieller Zinksulfat-Léisung zu der Korrosioun vun der Elektrodenplack féieren, d'Verschlechterung vum Aarbechtsëmfeld, de Réckgang vun der Qualitéit vum elektresche Zink an d'Reduktioun vun der Quantitéit vum recycléiertem Waasser am Säuresystem. an electrolysis Prozess vun fluidiséiert Bett Uewen Réischteren rookgas.Am Moment ass d'Adsorptiounsmethod déi attraktivst ënnert de gemeinsame Methode vun der naasser Defluorinatioun. Allerdéngs sinn et e puer Defiziter, wéi eng schlecht Adsorptiounskapazitéit, schmuel verfügbar pH-Beräich, sekundär Verschmotzung an sou weider.Aktiv Kuelestoff, amorphous Alumina, ageschalt Alumina an aner adsorbents goufen fir defluorination vum Waasser benotzt, mä d'Käschte vun adsorbents ass héich, an der adsorption Kapazitéit vun F-an neutral Léisung oder héich Konzentratioun ass niddereg. studéiert adsorbent fir Fluor Ewechhuele wéinst senger héijer Affinitéit a Selektivitéit ze Fluorid um neutralen pH Wäert, mä et ass limitéiert duerch déi aarmséileg adsorption Kapazitéit vun fluoride, an nëmmen um pH <6 kann et gutt Fluorid adsorption Leeschtung.MA huet grouss Opmierksamkeet ugezunn an der Ëmweltverschmotzungskontrolle wéinst senger grousser spezifescher Uewerfläch, eenzegaarteger Pore Gréisst Effekt, Säure-Basis Leeschtung, thermesch a mechanesch Stabilitéit.Kundu et al.preparéiert MA mat enger maximaler Fluoradsorptiounskapazitéit vu 62,5 mg / g.D'Fluoradsorptiounskapazitéit vu MA gëtt staark vu senge strukturelle Charakteristiken beaflosst, wéi zum Beispill spezifesch Uewerfläch, Uewerfläch funktionell Gruppen, Pore Gréisst a Gesamtpore Gréisst. Upassung vun der Struktur an der Leeschtung vum MA ass e wichtege Wee fir seng Adsorptiounsleistung ze verbesseren.
Wéinst der haarder Säure vu La an der haarder Basicitéit vum Fluor gëtt et eng staark Affinitéit tëscht La a Fluorionen.An de leschte Joeren hunn e puer Studien fonnt datt La als Modifikateur d'Adsorptiounskapazitéit vu Fluorid verbessert.Wéi och ëmmer, wéinst der gerénger struktureller Stabilitéit vu seltenen Äerdadsorbenten, ginn méi selten Äerden an d'Léisung ausgeléist, wat zu sekundärer Waasserverschmotzung a Schued fir d'mënschlech Gesondheet resultéiert.Op der anerer Säit, Héich Konzentratioun vun Aluminium am Waasserëmfeld ass ee vun de Gëfte fir d'mënschlech Gesondheet.Dofir ass et néideg eng Zort Kompositadsorbent mat gudder Stabilitéit ze preparéieren a keng Auslauchung oder manner Ausleechung vun aneren Elementer am Fluorentfernungsprozess.MA geännert duerch La an Ce war vun Imprägnatioun Method virbereet (La / MA an Ce / MA).selten Äerd oxides sech erfollegräich op MA Uewerfläch fir d'éischte Kéier gelueden, déi méi héich defluorination Leeschtung haten. D'Haaptrei Mechanismen vun Fluor Ewechhuele sinn electrostatic adsorption a chemesch adsorption, der Elektronen Attraktioun vun Uewerfläch positiv charge an ligand Austausch Reaktioun kombinéiert mat Uewerfläch hydroxyl, der Hydroxyl funktionell Grupp op der adsorbent Uewerfläch generéiert Waasserstoffverbindung mat F-, d'Modifikatioun vu La a Ce verbessert d'Adsorptiounskapazitéit vu Fluor, La / MA enthält méi Hydroxyladsorptiounsplazen, an d'Adsorptiounskapazitéit vu F ass an der Uerdnung vu La / MA >Ce/MA>MA.Mat der Erhéijung vun initial Konzentratioun, der adsorption Kapazitéit vun fluorine vergréissert.Den adsorption Effekt ass bescht wann pH 5 ~ 9 ass, an der adsorption Prozess vun fluorine Accords mat Langmuir isothermal adsorption Modell.Zousätzlech kënnen d'Gëftstoffer vu Sulfat-Ionen an Aluminiumoxid och d'Qualitéit vun de Proben wesentlech beaflossen.Obwuel d'Zesummenhang Fuerschung op selten Äerd modifizéiert Alumina duerchgefouert gouf, konzentréiert de gréissten Deel vun der Fuerschung op de Prozess vum Adsorbent, wat schwéier industriell benotzt gëtt. an d'Migratioun Charakteristiken vun fluorine Ionen, kréien efficace, niddereg-Käschten an erneierbar fluorine ion adsorbent fir defluorination vun Zink sulfate Léisung am Zénk hydrometallurgy System, an etabléiert e Prozess Kontroll Modell fir Behandlung héich fluorine Léisung baséiert op rare Äerd MA Nano adsorbent.
3.2 Katalysator
3.2.1 Dréchen Reform vun Methan
Selten Äerd kann d'Aciditéit (Basisitéit) vu porösen Materialien upassen, Sauerstoffvakanz erhéijen an Katalysatoren mat eenheetlecher Dispersioun, Nanometer Skala a Stabilitéit synthetiséieren.Et gëtt dacks benotzt fir Adelmetaller an Iwwergangsmetaller z'ënnerstëtzen fir d'Methanatioun vu CO2 ze katalyséieren.Momentan entwéckelen seelen Äerdmodifizéiert mesoporous Materialien sech Richtung Methan Trockenreforméierung (MDR), photokatalytesch Degradatioun vu VOCs a Schwanzgasreinigung.Vergläicht mat Adelmetaller (wéi Pd, Ru, Rh, asw.) an aner Iwwergangsmetaller (wéi z. Co, Fe, etc.), Ni / Al2O3 Katalysator gëtt wäit benotzt fir seng méi héich katalytesch Aktivitéit a Selektivitéit, héich Stabilitéit an niddreg Käschte fir Methan.Wéi och ëmmer, d'Sinterring a Kuelestoffablagerung vun Ni-Nanopartikelen op der Uewerfläch vum Ni / Al2O3 féiert zur rapider Deaktivéierung vum Katalysator.Dofir ass et néideg de Beschleunigungsmëttel ze addéieren, de Katalysatorträger z'änneren an d'Virbereedungsroute ze verbesseren fir katalytesch Aktivitéit, Stabilitéit a Verbrennungsresistenz ze verbesseren.Am Allgemengen kënnen seelen Äerdoxiden als strukturell an elektronesch Promoteuren an heterogen Katalysatoren benotzt ginn, an CeO2 verbessert d'Dispersioun vum Ni a verännert d'Eegeschafte vum metallesche Ni duerch staark Metallunterstëtzungsinteraktioun.
MA gëtt wäit benotzt fir d'Dispersioun vu Metaller ze verbesseren, a fir aktiv Metaller Restriktioun ze bidden fir hir Agglomeratioun ze vermeiden.La2O3 mat héijer Sauerstofflagerungskapazitéit verbessert d'Kuelestoffresistenz am Konversiounsprozess, a La2O3 fördert d'Dispersioun vu Co op mesoporös Aluminiumoxid, déi héich reforméierend Aktivitéit a Widderstandsfäegkeet huet.D'La2O3promoter vergréissert der MDR Aktivitéit vun Co / MA Katalysator, an Co3O4and CoAl2O4Phases sinn op der Katalysator Uewerfläch geformt. Allerdéngs, déi héich verspreet La2O3has kleng Käre vun 8nm ~ 10nm.Am MDR-Prozess huet d'In-situ Interaktioun tëscht La2O3an CO2 La2O2CO3mesophase geformt, wat d'effektiv Eliminatioun vu CxHy op der Katalysatorfläch induzéiert huet.La2O3 fördert Waasserstoffreduktioun andeems se méi héich Elektronendicht ubidden an d'Sauerstoffvakanz an 10% Co / MA verbesseren.D'Zousatz vu La2O3 reduzéiert d'scheinbar Aktivéierungsenergie vum CH4-Verbrauch.Dofir ass d'Konversiounsquote vun CH4 op 93,7% op 1073K K eropgaang. D'Zousatz vu La2O3 huet d'katalytesch Aktivitéit verbessert, d'Reduktioun vun H2 gefördert, d'Zuel vun de Co0 aktive Site erhéicht, manner deposéiert Kuelestoff produzéiert an d'Sauerstoffvakanz op 73,3% erhéicht.
Ce a Pr goufen op Ni / Al2O3 Katalysator duerch gläiche Volumen Imprägnatiounsmethod zu Li Xiaofeng ënnerstëtzt.Nodeems Ce a Pr bäigefüügt goufen, ass d'Selektivitéit op H2 eropgaang an d'Selektivitéit op CO ass erofgaang.D'MDR geännert duerch Pr hat eng exzellente katalytesch Fäegkeet, an d'Selektivitéit op H2 erhéicht vu 64,5% op 75,6%, während d'Selektivitéit op CO vun 31,4% erofgaang ass Peng Shujing et al.benotzt Sol-Gel Method, Ce-modifizéiert MA gouf mat Aluminiumisopropoxid, Isopropanol Léisungsmëttel a Ceriumnitrathexahydrat virbereet.Déi spezifesch Uewerfläch vum Produkt gouf liicht erhéicht.D'Zousatz vun Ce reduzéiert d'Aggregatioun vu Staangähnlechen Nanopartikelen op MA Uewerfläch.E puer Hydroxylgruppen op der Uewerfläch vum γ-Al2O3 ware grondsätzlech vu Ce Verbindungen bedeckt.D'thermesch Stabilitéit vun MA war verbessert, a keng Kristallsglas produzéiert Phase Transformatioun geschitt no calcination bei 1000 ℃ fir 10 hours.Wang Baowei et al.virbereet MA Material CeO2-Al2O4by coprecipitation Method.CeO2 mat kubesche klenge Käre gouf uniform an Alumina verdeelt.No der Ënnerstëtzung vu Co a Mo op CeO2-Al2O4, gouf d'Interaktioun tëscht Aluminiumoxid an der aktive Komponent Co a Mo effektiv vum CEO2 hemmt
D'selten Äerd Promoteuren (La, Ce, y an Sm) sinn kombinéiert mat Co / MA Katalysator fir MDR, an de Prozess ass an Fig.3. déi selten Äerd Promoteuren kënnen d'Dispersioun vu Co op MA Träger verbesseren an d'Agglomeratioun vu Co-Partikelen hemmen.der méi kleng d'Partikelgréisst, der méi staark der Co-MA Interaktioun, der méi staark der catalytic an sintering Fähegkeet an YCo / MA Katalysator, an de positiven Effekter vun e puer Promoteuren op MDR Aktivitéit a Kuelestoff Oflagerung.Fig.4 ass en HRTEM Bild no der MDR Behandlung bei 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 fir 8 Stonnen.Co-Partikel existéieren a Form vu schwaarze Flecken, während MA-Träger existéieren a Form vu gro, wat vum Ënnerscheed vun der Elektronendicht hänkt.an HRTEM Bild mat 10% Co /MA (Figebam. 4b), der agglomeration vun Co Metal Deelchen op ma Carrière observéiert.YCo / MA huet staark Co-MA Interaktioun, a seng sintering Leeschtung ass besser wéi aner Katalysatoren.Zousätzlech, wéi an Figgen gewisen.4b bis 4f, huel Kuelestoff Nanowires (CNF) ginn op de Katalysatoren produzéiert, déi a Kontakt mat Gasfloss halen an de Katalysator aus Deaktivéierung verhënneren.
Fig. 3 Effekt vun selten Äerd Zousätzlech op physesch a chemesch Eegeschaften an MDR katalytesch Leeschtung vun Co / MA Katalysator
3.2.2 Deoxidatiounskatalysator
Fe2O3 / Meso-CeAl, e Ce-dotéierten Fe-baséierten Deoxidatiounskatalysator, gouf duerch oxidativ Dehydrogenatioun vun 1- Buten mat CO2 als mëllen Oxidant virbereet a gouf an der Synthese vun 1,3-Butadien (BD) benotzt.Ce war héich verspreet an Alumina Matrixentgasung, an Fe2O3 / meso war héich dispergéiert Fe2O3 / Meso-CeAl-100 Katalysator huet net nëmmen héich dispergéiert Eisen Arten a gutt strukturell Eegeschafte, mä huet och gutt Sauerstoff Stockage Kapazitéit, sou huet et gutt adsorption an Aktivatioun Muecht. vum CO2.Wéi an der Figur 5 gewisen, weisen TEM Biller datt Fe2O3 / Meso-CeAl-100 regelméisseg ass. ass erfollegräich an Alumina Matrixentgasung dotéiert.D'Edelmetall Katalysatorbeschichtungsmaterial entsprécht dem ultra-niddereg Emissiounsstandard vu Motorautoen, huet Pore Struktur entwéckelt, gutt hydrothermesch Stabilitéit a grouss Sauerstofflagerkapazitéit.
3.2.3 Katalysator fir Gefierer
Pd-Rh ënnerstëtzt quaternär Aluminium-baséiert selten Äerdkomplexen AlCeZrTiOx an AlLaZrTiOx fir Autoskatalysatorbeschichtungsmaterialien ze kréien.mesoporous Aluminium-baséiert selten Äerdkomplex Pd-Rh / ALC kann erfollegräich als CNG Gefierer Auspuffreinigungskatalysator mat gudder Haltbarkeet benotzt ginn, an d'Konversiounseffizienz vum CH4, den Haaptkomponent vum CNG Gefier Auspuffgas, ass sou héich wéi 97,8%.Adoptéieren eng hydrotherMAl eent-Schrëtt Method ze preparéieren, datt seelen Äerd ma Komposit Material Self Assemblée ze realiséieren, Bestallt mesoporous Virleefer mat metastable Staat an héich Aggregatioun goufen synthetiséiert, an d'Synthes vun RE-Al conformed dem Modell vun "Zesummenhang Wuesstem Eenheet" , sou datt d'Reinigung vum Autosauspuff postmontéierten Dräi-Wee Katalysator realiséiert.
Fig. 4 HRTEM Biller vun ma (a), Co / MA (b), LaCo / MA (c), CeCo / MA (d), YCo / MA (e) an SmCo / MA (f)
Fig. 5 TEM Bild (A) an EDS Element Diagramm (b,c) vun Fe2O3 / Meso-CeAl-100
3.3 Liichtjoer Leeschtung
Elektrone vu seltenen Äerdelementer si liicht opgereegt fir den Iwwergang tëscht verschiddenen Energieniveauen a emittéieren Liicht.Selten Äerdione ginn dacks als Aktivatoren benotzt fir luminescent Materialien ze preparéieren.Selten Äerd Ionen kënnen op d'Uewerfläch vun Aluminiumphosphat huel Mikrokugelen duerch Coprecipitatiounsmethod an Ionenaustauschmethod geluede ginn, a luminescent Materialien AlPO4∶RE (La, Ce, Pr, Nd) kënne virbereet ginn.D'Liichtwellelängt ass an der noer ultravioleter Regioun.MA gëtt an dënn Filmer gemaach wéinst senger Trägegkeet, gerénger dielektrescher Konstant a gerénger Konduktivitéit, wat et applicabel mécht fir elektresch an optesch Geräter, dënn Filmer, Barrièren, Sensoren, asw. benotzt ginn fir eng-zweedimensional photonic Kristaller Äntwert sensibiliséieren, Energie Generatioun an Anti-Reflexioun coatings.Dës Apparater sinn gestapelt Filmer mat definitive opteschen Wee Längt, also ass et néideg Brechungsindex an thickness ze kontrolléieren.Am Moment, Titan Dioxid an Zirkonium oxide mat héije Brechungsindex a Silicon Dioxid mat niddereg refractive Index sinn oft benotzt esou Apparater ze designen an ze bauen. .D'Disponibilitéit vu Materialien mat verschiddene chemeschen Eegeschafte vun der Uewerfläch gëtt erweidert, wat et méiglech mécht fortgeschratt Photonsensoren ze designen.D'Aféierung vun MA an oxyhydroxide Filmer am Design vun opteschen Apparater weist grouss Potential, well de Brechungsindex ass ähnlech dem vun Silicon dioxide.Awer déi chemesch Eegeschafte sinn anescht.
3.4 thermesch Stabilitéit
Mat der Erhéijung vun der Temperatur beaflosst Sintering eescht de Gebrauchseffekt vum MA Katalysator, an d'spezifesch Uewerfläch fällt erof an d'γ-Al2O3in kristallin Phase verwandelt sech an δ an θ zu χ Phasen.Selten Äerdmaterialien hunn eng gutt chemesch Stabilitéit an thermesch Stabilitéit, héich Adaptabilitéit, a liicht verfügbar a bëlleg Matière première.D'Zousätzlech vun seltenen Äerdelementer kënnen d'thermesch Stabilitéit, d'Héichtemperatur-Oxidatiounsbeständegkeet a mechanesch Eegeschafte vum Carrier verbesseren an d'Uewerflächsäure vum Carrier upassen.La a Ce sinn déi meescht benotzt a studéiert Modifikatiounselementer.Lu Weiguang an anerer hu festgestallt datt d'Zousatz vu rare Äerdelementer effektiv d'Massdiffusioun vun Aluminiumoxidpartikelen verhënnert huet, La a Ce schützen d'Hydroxylgruppen op der Uewerfläch vum Aluminiumoxid, hemmt Sintering a Phasetransformatioun, an reduzéiert de Schued vun héijer Temperatur op mesoporous Struktur. .D'preparéiert Alumina huet nach héich spezifesch Uewerfläch an pore volumen. Allerdéngs ze vill oder ze wéineg seelen Äerd Element wäert d'thermesch Stabilitéit vun Alumina reduzéieren.Li Yanqiu et al.5% La2O3 zu γ-Al2O3 bäigefüügt, wat d'thermesch Stabilitéit verbessert huet an d'Porevolumen an d'spezifesch Uewerfläch vum Aluminiumoxidträger erhéicht huet.Wéi kann aus der Figur 6 gesi ginn, La2O3 bäigefüügt fir γ-Al2O3, Verbessert d'thermesch Stabilitéit vu rare Äerdkompositträger.
Am Prozess vun Doping Nano-fibrous Partikel mat La zu MA, der BET Uewerfläch Beräich an Pore Volume vun MA-La si méi héich wéi déi vun MA wann d'Hëtzt Behandlung Temperatur Erhéijunge, an Doping mat La huet offensichtlech retarding Effekt op sintering op héich. Temperatur.wéi an Fig.7, mat der Erhéijung vun der Temperatur, La hemmt d'Reaktioun vum Getreidewachstum a Phasetransformatioun, während Figgen.7a an 7c weisen d'Akkumulation vun Nano-fibrous Partikelen.an fig.7b, den Duerchmiesser vu grousse Partikele produzéiert duerch Kalkzinatioun bei 1200 ℃ ass ongeféier 100nm.Zousätzlech, am Verglach mam MA-1200, sammelt MA-La-1200 net no Wärmebehandlung.Mat der Zousatz vu La hunn Nano-Faserpartikelen besser Sinterfäegkeet.souguer op héich calcination Temperatur, dotéiert La nach héich op MA Uewerfläch verspreet.La modifizéiert MA kann als Carrier vun Pd Katalysator an C3H8oxidation Reaktioun benotzt ginn.
Fig.. 6 Strukturmodell vun sintering Alumina mat an ouni seelen Äerd Elementer
Fig. 7 TEM Biller vun MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) an MA-La-1200 (d)
4 Conclusioun
De Fortschrëtt vun der Virbereedung a funktionneller Uwendung vu rare Äerdmodifizéierten MA Materialien gëtt agefouert.Selten Äerd geännert MA gëtt vill benotzt.Och wa vill Fuerschung an der katalytescher Applikatioun, der thermescher Stabilitéit an der Adsorptioun gemaach gouf, hu vill Materialien héich Käschten, niddereg Dopingbetrag, schlecht Uerdnung a si schwéier industrialiséiert ze ginn.Déi folgend Aarbecht muss an Zukunft gemaach ginn: d'Zesummesetzung an d'Struktur vun seelen Äerd geännert MA optimiséieren, wielt de passenden Prozess, Trefft der funktionell Entwécklung;Etabléieren e Prozess Kontroll Modell baséiert op funktionell Prozess Käschten ze reduzéieren an industriell Produktioun realiséiert;Fir d'Virdeeler vun de seltenen Äerdressourcen vu China ze maximéieren, sollte mir de Mechanismus vun der seltener Äerd MA Modifikatioun entdecken, d'Theorie an de Prozess verbesseren fir seelen Äerdmodifizéiert MA ze preparéieren.
Fund Project: Shaanxi Science and Technology Gesamtinnovatiounsprojet (2011KTDZ01-04-01);Shaanxi Provënz 2019 Special Wëssenschaftlech Fuerschung Project (19JK0490);2020 spezielle wëssenschaftleche Fuerschungsprojet vum Huaqing College, Xi 'an Universitéit fir Architektur an Technologie (20KY02)
Quell: Rare Earth
Post Zäit: Jul-04-2022