Meðal kísiloxíða hefur súrál góða vélræna eiginleika, háhitaþol og tæringarþol, en mesoporous súrál (MA) hefur stillanlega svitaholastærð, stórt tiltekið yfirborð, mikið svitarúmmál og lágan framleiðslukostnað, sem er mikið notað í hvata, stýrð losun lyfja, aðsogs og önnur svið, svo sem sprunga, vatnssprunga og vatnshreinsunar á jarðolíuhráefnum. Örporeous súrál er almennt notað í iðnaði, en það mun hafa bein áhrif á virkni súráls, endingartíma og valhæfni hvata.Til dæmis, í því ferli að hreinsa útblástur bifreiða, munu mengunarefnin frá vélolíuaukefnum mynda kók, sem mun leiða til stíflu á svitahola hvata og dregur þannig úr virkni hvata.Yfirborðsvirkt efni er hægt að nota til að stilla uppbyggingu súráls burðarefnis til að mynda MA. Bættu hvatavirkni þess.
MA hefur þvingunaráhrif og virku málmarnir eru óvirkir eftir háhitabrennslu.Að auki, eftir háhitabrennslu, hrynur mesoporous uppbyggingin, MA beinagrind er í myndlausu ástandi og yfirborðssýrustig getur ekki uppfyllt kröfur sínar á sviði virkni.Oft er þörf á breytingameðferð til að bæta hvarfavirkni, stöðugleika í mesoporous uppbyggingu, hitastöðugleika yfirborðs og yfirborðssýrustig MA efna. Algengir breytingahópar innihalda heteróatóm úr málmi (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, o.fl. ) og málmoxíð (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7 o.s.frv.)Hlaðið á yfirborð MA eða dópað inn í beinagrindina.
Sérstök rafeindastilling sjaldgæfra jarðefnaþátta gerir það að verkum að efnasambönd þess hafa sérstaka sjón-, raf- og segulmagnaðir eiginleikar og eru notuð í hvataefni, ljósafmagnsefni, aðsogsefni og segulmagnaðir efni.Sjaldgæf jarðvegsbreytt mesoporous efni geta stillt sýru (basa) eiginleika, aukið súrefnislausn og myndað nanókristallaðan málmhvata með einsleitri dreifingu og stöðugum nanómetra mælikvarða. Viðeigandi gljúp efni og sjaldgæf jarðefni geta bætt yfirborðsdreifingu málmnanokristalla og stöðugleika og kolefnisútfellingu viðnám hvata.Í þessari grein verður breyting á sjaldgæfum jarðvegi og virkni MA kynnt til að bæta hvatavirkni, hitastöðugleika, súrefnisgeymslugetu, tiltekið yfirborð og svitahola uppbyggingu.
1 MA undirbúningur
1.1 undirbúningur súrálsburðar
Undirbúningsaðferð súrálsburðar ákvarðar dreifingu svitabyggingar þess og algengar undirbúningsaðferðir þess fela í sér gervi-bóhmit (PB) afvötnunaraðferð og sol-gel aðferð.Pseudoboehmite (PB) var fyrst lagt til af Calvet, og H+ stuðlaði að peptization til að fá γ-AlOOH kolloidal PB sem innihélt millilagsvatn, sem var brennt og þurrkað við háan hita til að mynda súrál.Samkvæmt mismunandi hráefnum er það oft skipt í útfellingaraðferð, kolefnisaðferð og vatnsrofsaðferð alkóhóláls.Kvoðaleysni PB hefur áhrif á kristöllun og það er bjartsýni með aukningu kristöllunar og hefur einnig áhrif á breytur rekstrarferla.
PB er venjulega framleitt með úrkomuaðferð.Alkali er bætt út í súrállausn eða sýru er bætt út í súrálslausn og botnfelld til að fá vökvað súrál (alkalíútfelling), eða sýru er bætt við súrálsúrfellingu til að fá súrálmónóhýdrat, sem síðan er þvegið, þurrkað og brennt til að fá PB.Úrkomuaðferð er auðveld í notkun og lág í kostnaði, sem er oft notuð í iðnaðarframleiðslu, en hún er undir áhrifum af mörgum þáttum (pH lausn, styrkur, hitastig osfrv.).Og það skilyrði til að fá agnir með betri dreifileika eru ströng.Í kolefnisaðferðinni er Al(OH)3 fengin með hvarfi CO2 og NaAlO2 og PB er hægt að fá eftir öldrun.Þessi aðferð hefur kosti einfaldrar notkunar, mikils vörugæða, engin mengun og litlum tilkostnaði, og getur undirbúið súrál með mikilli hvatavirkni, framúrskarandi tæringarþol og mikið sérstakt yfirborð með lítilli fjárfestingu og mikilli ávöxtun. Ál alkoxíð vatnsrofsaðferð er oft notuð til að undirbúa háhreinleika PB.Ál alkoxíð er vatnsrofið til að mynda áloxíð einhýdrat, og síðan meðhöndlað til að fá háhreinleika PB, sem hefur góðan kristöllun, einsleita kornastærð, einbeitta dreifingu svitahola og mikla heilleika kúlulaga agna.Hins vegar er ferlið flókið og erfitt að endurheimta það vegna notkunar ákveðinna eitraðra lífrænna leysiefna.
Að auki eru ólífræn sölt eða lífræn efnasambönd málma almennt notuð til að búa til forefni súráls með sol-gel aðferð, og hreinu vatni eða lífrænum leysum er bætt við til að búa til lausnir til að mynda sól, sem síðan er hlaupið, þurrkað og brennt.Sem stendur er undirbúningsferlið súráls enn bætt á grundvelli PB þurrkunaraðferðarinnar og kolefnisaðferðin hefur orðið aðalaðferðin fyrir iðnaðar súrálframleiðslu vegna hagkerfis þess og umhverfisverndar. Súrál sem er framleitt með sol-gel aðferð hefur vakið mikla athygli vegna einsleitari svitaholastærðardreifingar, sem er hugsanleg aðferð, en það þarf að bæta hana til að átta sig á iðnaðarnotkun.
1.2 MA undirbúningur
Hefðbundið súrál getur ekki uppfyllt hagnýtur kröfur, svo það er nauðsynlegt að undirbúa hágæða MA.Nýmyndunaraðferðirnar innihalda venjulega: nanósteypuaðferð með kolefnismóti sem hörðu sniðmáti;Nýmyndun SDA: Sjálfsamsetningarferli af völdum uppgufunar (EISA) í viðurvist mjúkra sniðmáta eins og SDA og annarra katjónískra, anjónískra eða ójónískra yfirborðsvirkra efna.
1.2.1 EISA ferli
Mjúka sniðmátið er notað í súru ástandi, sem forðast flókið og tímafrekt ferli við harða himnuaðferð og getur gert sér grein fyrir stöðugri mótun ljósops.Undirbúningur MA af EISA hefur vakið mikla athygli vegna auðvelds aðgengis og endurgerðanleika.Hægt er að útbúa mismunandi mesoporous mannvirki.Hægt er að stilla svitaholastærð MA með því að breyta vatnsfælni keðjulengd yfirborðsvirks efnis eða stilla mólhlutfall vatnsrofshvata og álforvera í lausn. Þess vegna EISA, einnig þekkt sem eins skrefs nýmyndun og breyting á sól-gel aðferð við hátt yfirborð svæði MA og skipað mesoporous súrál (OMA), hefur verið beitt á ýmis mjúk sniðmát, svo sem P123, F127, tríetanólamín (te), osfrv. EISA getur komið í stað samsamsetningarferlis lífrænna álforefna, eins og álalkoxíð og yfirborðsvirkt sniðmát , venjulega álísóprópoxíð og P123, til að útvega mesoporous efni. Vel heppnuð þróun EISA ferlis krefst nákvæmrar aðlögunar á vatnsrofs- og þéttingarhvarfafræði til að fá stöðugt sól og leyfa þróun mesófasa sem myndast af yfirborðsvirkum míseljum í sól.
Í EISA ferlinu getur notkun óvatnskenndra leysiefna (eins og etanóls) og lífrænna fléttuefna í raun hægt á vatnsrofs- og þéttingarhraða lífrænna álforefna og framkallað sjálfsamsetningu OMA efna, eins og Al(OR)3og álísóprópoxíð.Hins vegar, í óvatnskenndum rokgjörnum leysum, missa yfirborðsvirk efni venjulega vatnssækni/vatnsfælni.Að auki, vegna seinkun á vatnsrofi og fjölþéttingu, hefur milliafurðin vatnsfælin hóp, sem gerir það erfitt að hafa samskipti við yfirborðsvirkt sniðmát.Aðeins þegar styrkur yfirborðsvirks efnis og magn vatnsrofs og fjölþéttingar áls eykst smám saman við uppgufun leysis getur sjálfsamsetning sniðmáts og áls átt sér stað.Þess vegna munu margar breytur sem hafa áhrif á uppgufunarskilyrði leysiefna og vatnsrof og þéttingarviðbrögð forefna, eins og hitastig, rakastig, hvati, uppgufunarhraði leysis osfrv., hafa áhrif á endanlega samsetningu.Eins og sýnt er á mynd.1, OMA efni með mikla hitastöðugleika og mikla hvatavirkni voru framleidd með sjálfsamsetningu (SA-EISA).solvothermal meðferð stuðlaði að fullkominni vatnsrof á forefni áls til að mynda álhýdroxýlhópa í litlum stærðum, sem jók víxlverkun yfirborðsvirkra efna og áls.Í hefðbundnu EISA ferli fylgir uppgufunarferlið vatnsrof á lífrænum álforefni, þannig að uppgufunarskilyrðin hafa mikilvæg áhrif á hvarfið og endanlega uppbyggingu OMA.Solvothermal meðferðarskrefið stuðlar að fullkominni vatnsrofi á forvera álsins og framleiðir að hluta til þétta þyrpinga álhýdroxýlhópa.OMA myndast við fjölbreytt úrval uppgufunarskilyrða.Samanborið við MA sem er búið til með hefðbundinni EISA aðferð, hefur OMA sem er búið til með SA-EISA aðferð hærra svitarúmmál, betra sérstakt yfirborð og betri hitastöðugleika.Í framtíðinni er hægt að nota EISA aðferð til að undirbúa ofurstórt ljósop MA með háu umbreytingarhlutfalli og framúrskarandi sértækni án þess að nota reaming agent.
Mynd 1 flæðirit af SA-EISA aðferð til að búa til OMA efni
1.2.2 önnur ferli
Hefðbundin MA-undirbúningur krefst nákvæmrar stjórnunar á breytum til að ná skýrri mesoporous uppbyggingu og að fjarlægja sniðmátsefni er einnig krefjandi, sem flækir nýmyndunarferlið.Sem stendur hafa margar bókmenntir greint frá myndun MA með mismunandi sniðmátum.Undanfarin ár hafa rannsóknirnar aðallega beinst að myndun MA með glúkósa, súkrósa og sterkju sem sniðmát með áli ísóprópoxíði í vatnslausn. Flest þessara MA efna eru unnin úr álinítrati, súlfati og alkoxíði sem álgjafa.MA CTAB fæst einnig með beinni breytingu á PB sem álgjafa.MA með mismunandi byggingareiginleika, þ.e. Al2O3)-1, Al2O3)-2 og al2o3Og hefur góðan hitastöðugleika.Viðbót á yfirborðsvirku efni breytir ekki eðlislægri kristalbyggingu PB, heldur breytir stöflunaraðferð agna.Að auki myndast myndun Al2O3-3 við viðloðun nanóagna sem eru stöðugar með lífrænum leysi PEG eða samloðun í kringum PEG.Hins vegar er svitaholastærðardreifing Al2O3-1 mjög þröng.Að auki voru palladíum byggðir hvatar útbúnir með tilbúnum MA sem burðarefni. Í metanbrennsluhvarfi sýndi hvatinn studdur af Al2O3-3 góða hvarfavirkni.
Í fyrsta skipti var MA með tiltölulega þröngri porastærðardreifingu útbúinn með því að nota ódýrt og álríkt álsvart gjall ABD.Framleiðsluferlið felur í sér útdráttarferli við lágan hita og eðlilegan þrýsting.Fastu agnirnar sem eftir eru í útdráttarferlinu menga ekki umhverfið og hægt er að hrúga þeim upp með lítilli áhættu eða endurnýta þær sem fylliefni eða fylliefni í steypunotkun.Sérstakt yfirborðsflatarmál tilbúna MA er 123 ~ 162m2 / g, dreifing svitahola er þröng, hámarksradíus er 5,3 nm og porosity er 0,37 cm3 / g.Efnið er nanóstærð og kristalstærðin er um 11nm.Solid-state nýmyndun er nýtt ferli til að búa til MA, sem hægt er að nota til að framleiða geislaefnafræðilegt ísogsefni til klínískrar notkunar.Álklóríði, ammóníumkarbónati og glúkósa hráefnum er blandað saman í mólhlutfallinu 1:1,5:1,5 og MA er myndað með nýju vélefnafræðilegu efnahvarfi í föstu formi. Með því að einbeita 131I í varma rafhlöðubúnaði er heildarávöxtun 131I eftir styrkingu 90 %, og 131I[NaI] lausnin sem fæst hefur háan geislavirkan styrk (1,7TBq/mL) og gerir því kleift að nota stóra skammta131I[NaI] hylkja til meðferðar við krabbameini í skjaldkirtli.
Til að draga saman, í framtíðinni, er einnig hægt að þróa lítil sameindasniðmát til að smíða multi-level pantaða svitahola mannvirki, aðlaga á áhrifaríkan hátt uppbyggingu, formgerð og yfirborðsefnafræðilega eiginleika efna og búa til stórt yfirborðsflatarmál og pantað ormagöng MA.Skoðaðu ódýr sniðmát og álgjafa, fínstilltu nýmyndunarferlið, skýrðu nýmyndunarkerfið og leiðbeindu ferlinu.
Breytingaraðferð 2 MA
Aðferðirnar til að dreifa virkum efnisþáttum jafnt á MA burðarefni fela í sér gegndreypingu, myndun á staðnum, útfellingu, jónaskipti, vélrænni blöndun og bráðnun, þar á meðal eru fyrstnefndu tvær þær algengustu.
2.1 in-situ nýmyndun aðferð
Hópum sem notaðir eru við virknibreytingar er bætt við í því ferli að undirbúa MA til að breyta og koma á stöðugleika beinagrindarinnar í efninu og bæta hvatavirknina.Ferlið er sýnt á mynd 2. Liu o.fl.tilbúið Ni/Mo-Al2O3in situ með P123 sem sniðmát.Bæði Ni og Mo var dreift í skipaðar MA rásir, án þess að eyðileggja mesoporous uppbyggingu MA, og hvarfavirkni var augljóslega bætt.Með því að nota vaxtaraðferð á staðnum á tilbúnu gamma-al2o3 hvarfefni, samanborið við γ-Al2O3, hefur MnO2-Al2O3 stærra BET sérstakt yfirborð og svitarúmmál og hefur tvímóta mesoporous uppbyggingu með þröngri dreifingu svitaholastærðar.MnO2-Al2O3 hefur hraðan aðsogshraða og mikla skilvirkni fyrir F- og hefur breitt pH-notkunarsvið (pH=4~10), sem er hentugur fyrir hagnýt iðnaðarnotkunarskilyrði.Endurvinnsluárangur MnO2-Al2O3 er betri en γ-Al2O. Byggingarstöðugleiki þarf að fínstilla enn frekar.Til að draga saman má segja að MA breyttu efnin sem fengin eru með myndun á staðnum hafa góða burðarröð, sterka víxlverkun milli hópa og súrálsbera, þétt samsetningu, mikið efnisálag og eru ekki auðvelt að valda losun virkra þátta í hvarfahvarfsferlinu. , og hvataárangur er verulega bættur.
Mynd 2 Undirbúningur hagnýts MA með in-situ nýmyndun
2.2 gegndreypingaraðferð
Dýfa undirbúnu MA í breytta hópinn og fá breytt MA efni eftir meðhöndlun, til að átta sig á áhrifum hvata, aðsogs og þess háttar.Cai o.fl.útbjó MA úr P123 með sol-gel aðferð, og bleyti það í etanóli og tetraetýlenpentamínlausn til að fá amínóbreytt MA efni með sterkum aðsogsvirkni.Að auki, Belkacemi o.fl.dýft í ZnCl2-lausn með sama ferli til að fá pöntuð sink-dópuð breytt MA efni. Sérstakt yfirborðsflatarmál og svitarúmmál eru 394m2/g og 0,55 cm3/g, í sömu röð.Í samanburði við in-situ nýmyndunaraðferðina hefur gegndreypingaraðferðin betri dreifingu frumefna, stöðuga mesoporous uppbyggingu og góða aðsogsvirkni, en víxlverkunarkrafturinn milli virkra íhluta og súrálsburðar er veik og hvarfavirkni er auðveldlega truflað af utanaðkomandi þáttum.
3 hagnýtur framfarir
Nýmyndun sjaldgæfra jarðar MA með sérstaka eiginleika er þróunarstefna í framtíðinni.Sem stendur eru til margar nýmyndunaraðferðir.Ferlisbreytur hafa áhrif á frammistöðu MA.Hægt er að stilla sérstakt yfirborðsflatarmál, svitaholarúmmál og svitaholaþvermál MA eftir gerð sniðmáts og samsetningu forvera áls.Brennsluhitastig og styrkur fjölliða sniðmáts hafa áhrif á tiltekið yfirborð og svitarúmmál MA.Suzuki og Yamauchi komust að því að brennsluhitastigið var hækkað úr 500 ℃ í 900 ℃. Hægt er að auka ljósopið og minnka yfirborðið.Að auki bætir sjaldgæfa jarðefnabreytingameðferðin virkni, yfirborðshitastöðugleika, byggingarstöðugleika og yfirborðssýrustig MA efna í hvataferlinu og mætir þróun MA virkni.
3.1 Afflúorunaraðsogsefni
Flúor í drykkjarvatni í Kína er alvarlega skaðlegt.Að auki mun aukning á flúorinnihaldi í iðnaðar sinksúlfatlausn leiða til tæringar á rafskautsplötu, rýrnunar á vinnuumhverfi, lækkunar á gæðum rafmagns sinks og minnkunar á magni endurunnar vatns í sýruframleiðslukerfinu. og rafgreiningarferli á steiktu útblásturslofti í vökvabeðsofni.Sem stendur er aðsogsaðferðin mest aðlaðandi meðal algengra aðferða við blauta flúorun. Hins vegar eru nokkrir annmarkar, svo sem léleg aðsogsgeta, þröngt tiltækt pH-svið, efri mengun og svo framvegis.Virkt kolefni, myndlaust súrál, virkjuð súrál og önnur aðsogsefni hafa verið notuð til að afflúra vatni, en kostnaður við aðsogsefni er hár og aðsogsgeta F-in hlutlausrar lausnar eða hár styrkur er lítill. Virkjaður súrál hefur orðið mest rannsakað aðsogsefni til að fjarlægja flúor vegna mikillar sækni þess og sértækni við flúor við hlutlaust pH gildi, en það er takmarkað af lélegri frásogsgetu flúoríðs og aðeins við pH <6 getur það haft góða flúoraðsogsvirkni. MA hefur vakið mikla athygli í umhverfismengun vegna stórs sérstakrar yfirborðs, einstakra svitaholastærðaráhrifa, sýru-basa frammistöðu, hitauppstreymis og vélræns stöðugleika.Kundu o.fl.útbúin MA með hámarks aðsogsgetu flúors 62,5 mg/g.Flúor aðsogsgeta MA er undir miklum áhrifum af byggingareiginleikum þess, svo sem sérstöku yfirborði, yfirborðsvirknihópum, holastærð og heildarholastærð. Aðlögun á uppbyggingu og frammistöðu MA er mikilvæg leið til að bæta aðsogsvirkni þess.
Vegna harðrar sýru La og harðs basísks flúors er mikil sækni á milli La og flúorjóna.Á undanförnum árum hafa sumar rannsóknir komist að því að La sem breytiefni getur bætt aðsogsgetu flúoríðs.Hins vegar, vegna lítillar burðarstöðugleika sjaldgæfra jarðvegs aðsogefna, skolast fleiri sjaldgæfar jarðefni út í lausnina, sem leiðir til efri vatnsmengunar og skaða heilsu manna.Á hinn bóginn er hár styrkur áls í vatnsumhverfi eitt af eitrunum fyrir heilsu manna.Þess vegna er nauðsynlegt að útbúa eins konar samsett aðsogsefni með góðum stöðugleika og engin útskolun eða minni útskolun annarra þátta í flúorfjarlægingarferlinu.MA breytt með La og Ce var útbúið með gegndreypingaraðferð (La/MA og Ce/MA).sjaldgæfum jörðaroxíðum tókst að hlaða á yfirborð MA í fyrsta sinn, sem hafði meiri afflúorunarafköst. Helstu leiðir til að fjarlægja flúor eru rafstöðueiginleikar og efnafræðileg frásog, rafeindaaðdráttur jákvæðrar hleðslu á yfirborði og bindilskiptahvarf sameinast yfirborðshýdroxýli, Hýdroxýl virkur hópur á aðsogsyfirborðinu myndar vetnistengi við F-, breyting á La og Ce bætir aðsogsgetu flúors, La/MA inniheldur fleiri hýdroxýl aðsogsstaði og aðsogsgeta F er í röð La/MA >Ce/MA>MA.Með aukningu á upphafsstyrk eykst aðsogsgeta flúors. Aðsogsáhrifin eru best þegar pH er 5 ~ 9 og aðsogsferlið flúors er í samræmi við Langmuir jafnhitaaðsogslíkan.Að auki geta óhreinindi súlfatjóna í súráli einnig haft veruleg áhrif á gæði sýna.Þrátt fyrir að tengdar rannsóknir á sjaldgæfum jarðvegi breyttu súráli hafi verið gerðar, beinast flestar rannsóknirnar að ferli aðsogsefnis, sem erfitt er að nota í iðnaði. Í framtíðinni getum við rannsakað sundrunarkerfi flúorfléttu í sinksúlfatlausn og flæðieiginleikar flúorjóna, fáðu skilvirkt, ódýrt og endurnýjanlegt flúorjónadsorbent fyrir afflúorun sinksúlfatlausnar í sink vatnsmálmvinnslukerfi, og koma á ferlistýringarlíkani til að meðhöndla háflúorlausn sem byggir á sjaldgæfum MA nano adsorbent.
3.2 Hvati
3.2.1 Þurrbreyting metans
Sjaldgæf jörð getur stillt sýrustig (basicity) gljúpra efna, aukið súrefnislausn og búið til hvata með einsleitri dreifingu, nanómetra mælikvarða og stöðugleika.Það er oft notað til að styðja við eðalmálma og umbreytingarmálma til að hvetja metanmyndun CO2.Um þessar mundir eru sjaldgæf jarðvegsbreytt mesoporous efni að þróast í átt að metanþurrbreytingu (MDR), ljóshvatandi niðurbroti VOCs og hreinsun skottgass. Samanborið við eðalmálma (eins og Pd, Ru, Rh, o.s.frv.) og aðra umbreytingarmálma (s.s.frv. Co, Fe, osfrv.), Ni/Al2O3 hvati er mikið notaður fyrir meiri hvatavirkni og sértækni, mikla stöðugleika og lágan kostnað fyrir metan.Hins vegar leiðir sintun og kolefnisútfelling Ni nanóagna á yfirborði Ni/Al2O3 til hraðrar óvirkjunar á hvatanum.Þess vegna er nauðsynlegt að bæta við hröðunarefni, breyta hvataburðarefni og bæta undirbúningsleiðina til að bæta hvatavirkni, stöðugleika og sviðþol.Almennt er hægt að nota sjaldgæf jarðvegsoxíð sem byggingar- og rafeindahvata í ólíkum hvata, og CeO2 bætir dreifingu Ni og breytir eiginleikum Nis úr málmi með sterkum málmstuðningssamskiptum.
MA er mikið notað til að auka dreifingu málma og veita virkum málmum aðhald til að koma í veg fyrir þéttingu þeirra.La2O3 með mikla súrefnisgeymslugetu eykur kolefnisviðnám í umbreytingarferlinu og La2O3 stuðlar að dreifingu Co á mesoporous súrál, sem hefur mikla umbótavirkni og seiglu.La2O3 stuðlarinn eykur MDR virkni Co/MA hvata og Co3O4 og CoAl2O4 fasar myndast á yfirborði hvata. Hins vegar er mjög dreifður La2O3 með lítil korn sem eru 8nm~10nm.Í MDR ferlinu myndaði in-situ víxlverkunin milli La2O3 og CO2 La2O2CO3mesófasa, sem olli virku brotthvarfi CxHy á yfirborði hvata.La2O3 stuðlar að vetnisminnkun með því að veita hærri rafeindaþéttleika og auka súrefnislausn í 10% Co/MA.Viðbót á La2O3 dregur úr sýnilegri virkjunarorku CH4 neyslu.Þess vegna jókst umbreytingarhlutfall CH4 í 93,7% við 1073K K. Viðbót á La2O3 bætti hvatavirknina, stuðlaði að minnkun H2, jók fjölda Co0 virkra staða, framleiddi minna útfellt kolefni og jók súrefnislausnina í 73,3%.
Ce og Pr voru studdir á Ni/Al2O3 hvata með jafnt rúmmál gegndreypingaraðferð í Li Xiaofeng.Eftir að Ce og Pr var bætt við jókst sértæknin fyrir H2 og sértæknin fyrir CO minnkaði.MDR breytt með Pr hafði framúrskarandi hvarfagetu og sértæknin fyrir H2 jókst úr 64,5% í 75,6%, en sértæknin fyrir CO minnkaði úr 31,4% Peng Shujing o.fl.notuð sol-gel aðferð, Ce-breytt MA var útbúið með áli ísóprópoxíði, ísóprópanól leysi og cerium nítrat hexahýdrati.Sérstakt yfirborð vörunnar var örlítið aukið.Viðbót á Ce dró úr samsöfnun stangalíkra nanóagna á MA yfirborði.Sumir hýdroxýlhópar á yfirborði γ-Al2O3 voru í grundvallaratriðum huldir af Ce efnasamböndum.Hitastöðugleiki MA var bættur og engin kristalfasabreyting átti sér stað eftir brennslu við 1000 ℃ í 10 klukkustundir. Wang Baowei o.fl.útbúið MA efni CeO2-Al2O4 með samfellingaraðferð.CeO2 með litlum kubískum kornum var jafnt dreift í súráli.Eftir að hafa stutt Co og Mo á CeO2-Al2O4, var samspil súráls og virka efnisþáttarins Co og Mo í raun hamlað af CEO2
Sjaldgæf jarðvegshvatar (La, Ce, y og Sm) eru sameinuð með Co/MA hvata fyrir MDR, og ferlið er sýnt á mynd.3. sjaldgæfu jarðefnishvatarnir geta bætt dreifingu Co á MA burðarefni og hindrað þéttingu co-agna.því minni sem kornastærð er, því sterkari er Co-MA víxlverkunin, því sterkari er hvata- og sintunargetan í YCo/MA hvata og jákvæð áhrif nokkurra hvata á MDR virkni og kolefnisútfellingu. Mynd.4 er HRTEM mynd eftir MDR meðferð við 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3,1 í 8 klst.Co agnir eru til í formi svartra bletta en MA burðarefni eru til í formi gráa, sem fer eftir mun á rafeindaþéttleika.í HRTEM mynd með 10%Co/MA (mynd 4b) sést samþjöppun Co-málmagna á ma burðarefni. Viðbót á sjaldgæfum jarðvegi dregur úr Co agnum í 11,0nm~12,5nm.YCo/MA hefur sterka Co-MA víxlverkun og sintunarárangur þess er betri en aðrir hvatar.að auki, eins og sýnt er á myndum.4b til 4f eru holir kolefnis nanóvírar (CNF) framleiddir á hvatana, sem halda í snertingu við gasflæði og koma í veg fyrir að hvatinn verði óvirkur.
Mynd 3 Áhrif samlagningar sjaldgæfra jarðar á eðlis- og efnafræðilega eiginleika og MDR hvatavirkni Co/MA hvata
3.2.2 Afoxunarhvati
Fe2O3/Meso-CeAl, Ce-dópaður Fe-undirstaða afoxunarhvati, var framleiddur með oxandi afhýdnunarvötnun á 1-búteni með CO2 sem mjúku oxunarefni, og var notað við myndun 1,3-bútadíens (BD).Ce var mjög dreift í súráli og Fe2O3/meso var mjög dreift. af CO2.Eins og sést á mynd 5 sýna TEM myndir að Fe2O3/Meso-CeAl-100 er reglulegt. Það sýnir að ormalaga rásarbygging MesoCeAl-100 er laus og gljúp, sem er gagnleg fyrir dreifingu virkra innihaldsefna, en mjög dreifð Ce hefur tekist að dópa í súráli.Göfugt málmhvatahúðunarefnið sem uppfyllir ofurlítið losunarstaðal vélknúinna ökutækja hefur þróað svitaholabyggingu, góðan vatnshitastöðugleika og mikla súrefnisgeymslugetu.
3.2.3 Hvati fyrir ökutæki
Pd-Rh studd fjórðung ál-undirstaða sjaldgæf jarðvegsfléttur AlCeZrTiOx og AlLaZrTiOx til að fá ökutæki hvata húðunarefni.Mesoporous ál-undirstaða sjaldgæf jarðvegsflétta Pd-Rh/ALC er hægt að nota með góðum árangri sem CNG útblásturshreinsihvata með góða endingu og umbreytingarskilvirkni CH4, aðalþáttar CNG útblásturslofts ökutækja, er allt að 97,8%.Taktu upp vatnshitaaðferð í einu skrefi til að undirbúa þetta sjaldgæfa jörð ma samsett efni til að gera sjálfsamsetningu, Pantaðir mesoporous forverar með metstöðugt ástand og mikla samsöfnun voru mynduð og myndun RE-Al var í samræmi við líkanið um "samsett vaxtareiningar" , þannig að gera sér grein fyrir hreinsun á útblástursútblástursútblásturs eftirásetts þríhliða hvarfakúts.
Mynd 4 HRTEM myndir af ma (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) og SmCo/MA(f)
Mynd 5 TEM mynd (A) og EDS frumefnismynd (b,c) af Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 lýsandi árangur
Rafeindir sjaldgæfra jarðefna frumefna eru auðveldlega spenntar til að skipta á milli mismunandi orkustiga og gefa frá sér ljós.Sjaldgæfar jarðarjónir eru oft notaðar sem virkjar til að útbúa lýsandi efni.Hægt er að hlaða sjaldgæfum jarðarjónum á yfirborð holra álfosfats örkúlna með samfellingaraðferð og jónaskiptaaðferð og hægt er að útbúa lýsandi efni AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd).Lýsandi bylgjulengdin er á nærri útfjólubláu svæðinu. MA er gert að þunnum filmum vegna tregðu þess, lágs rafstuðuls og lágrar leiðni, sem gerir það að verkum að það á við um raf- og sjóntæki, þunnar filmur, hindranir, skynjara osfrv. notað til að skynja svörun einvíddar ljóseindakristalla, orkumyndun og endurspeglunarhúð.Þessi tæki eru staflað filmur með ákveðna sjónbrautarlengd, þannig að það er nauðsynlegt að stjórna brotstuðul og þykkt. Sem stendur eru títantvíoxíð og sirkonoxíð með háum brotstuðul og kísildíoxíð með lágt brotstuðul oft notað til að hanna og smíða slík tæki .Framboðsúrval efna með mismunandi efnafræðilega eiginleika yfirborðs er aukið, sem gerir það mögulegt að hanna háþróaða ljóseindaskynjara.Innleiðing MA og oxýhýdroxíðfilma í hönnun ljóstækja sýnir mikla möguleika vegna þess að brotstuðullinn er svipaður og kísildíoxíðs. En efnafræðilegir eiginleikar eru mismunandi.
3.4 hitastöðugleiki
Með hækkun hitastigs hefur hertun alvarleg áhrif á notkun MA hvata og sértækt yfirborðsflatarmál minnkar og γ-Al2O3in kristallaður fasi umbreytist í δ og θ í χ fasa.Sjaldgæf jarðefni hafa góðan efnafræðilegan stöðugleika og varmastöðugleika, mikla aðlögunarhæfni og auðvelt að fáanlegt og ódýrt hráefni.Að bæta við sjaldgæfum jörðum þáttum getur bætt hitastöðugleika, oxunarþol við háan hita og vélrænni eiginleika burðarefnisins og stillt yfirborðssýrustig burðarefnisins.La og Ce eru algengustu og rannsökuðu breytingaþættirnir.Lu Weiguang og aðrir komust að því að viðbót sjaldgæfra jarðefnaþátta kom í raun í veg fyrir útbreiðslu súráls agna, La og Ce vernduðu hýdroxýlhópana á yfirborði súráls, hindraði sintrun og fasabreytingu og minnkaði skaða háhita á mesoporous byggingu .Tilbúið súrál hefur enn mikið sérstakt yfirborðsflatarmál og svitaholarúmmál. Hins vegar mun of mikið eða of lítið af sjaldgæfu jarðefni draga úr varmastöðugleika súráls.Li Yanqiu o.fl.bætt við 5% La2O3 í γ-Al2O3, sem bætti hitastöðugleika og jók svitaholarúmmál og tiltekið yfirborð súrálsburðar.Eins og sést á mynd 6, La2O3 bætt við γ-Al2O3, bætir varmastöðugleika samsetts burðarefnis sjaldgæfra jarðar.
Í því ferli að dópa nanó-trefjaagnir með La til MA, er BET yfirborðsflatarmál og svitaholarúmmál MA-La hærra en í MA þegar hitameðhöndlunarhitastigið eykst og lyfjanotkun með La hefur augljós hamlandi áhrif á sintun við háan hita. hitastig.eins og sýnt er á mynd.7, með hækkun hitastigs, hindrar La viðbrögð kornvaxtar og fasabreytingar, en fíkjur.7a og 7c sýna uppsöfnun nanótrefja agna.á mynd.7b, þvermál stórra agna sem framleidd eru með brennslu við 1200 ℃ er um það bil 100nm. Það markar mikilvæga hertu MA.Að auki, samanborið við MA-1200, safnast MA-La-1200 ekki saman eftir hitameðferð.Með því að bæta við La, hafa nanó-trefja agnir betri sintunargetu.jafnvel við hærra brennsluhitastig er dópað La enn mjög dreift á MA yfirborði.La breytt MA er hægt að nota sem burðarefni Pd hvata í C3H8 oxunarhvarfi.
Mynd 6 Uppbyggingarlíkan af sintri súráli með og án sjaldgæfra jarðefnaþátta
Mynd 7 TEM myndir af MA-400 (a), MA-1200 (b), MA-La-400 (c) og MA-La-1200 (d)
4 Niðurstaða
Kynnt er framvindu undirbúnings og hagnýtrar notkunar á sjaldgæfum jarðvegi breyttum MA efnum.Sjaldgæft jörð breytt MA er mikið notað.Þrátt fyrir að miklar rannsóknir hafi verið gerðar í hvatanotkun, hitastöðugleika og aðsogi, hafa mörg efni mikinn kostnað, lítið lyfjamagn, lélegt röð og erfitt er að iðnvæða þau.Eftirfarandi vinna þarf að gera í framtíðinni: hagræða samsetningu og uppbyggingu sjaldgæfra jarðvegs breytts MA, velja viðeigandi ferli, mæta hagnýtri þróun;Koma á ferli stjórnunarlíkani byggt á hagnýtu ferli til að draga úr kostnaði og gera sér grein fyrir iðnaðarframleiðslu;Til þess að hámarka kosti sjaldgæfra jarðvegsauðlinda Kína, ættum við að kanna fyrirkomulag sjaldgæfra jarðvegs MA breytingar, bæta kenninguna og ferlið við að undirbúa sjaldgæft jarðvegi breytt MA.
Sjóðsverkefni: Shaanxi Science and Technology Heildarnýsköpunarverkefni (2011KTDZ01-04-01);Shaanxi héraði 2019 sérstakt vísindarannsóknarverkefni (19JK0490);2020 sérstakt vísindarannsóknarverkefni Huaqing College, Xi 'an arkitektúr- og tækniháskóla (20KY02)
Heimild: Sjaldgæf jörð
Pósttími: 04-04-2022