Di antara oksida non-siliceous, alumina memiliki sifat mekanik yang baik, ketahanan suhu tinggi dan resistensi korosi, sementara alumina mesopori (MA) memiliki ukuran pori yang dapat disesuaikan, luas permukaan spesifik, volume pori besar dan biaya produksi yang rendah, yang banyak digunakan dalam katolik, dan hidrok, dan hidrok, seperti hidroko, dan hidrok, seperti hidrok (hydokulasi, seperti hidrok (hykodrack, seperti hidrok (hykodrack. Alumina umumnya digunakan dalam industri, tetapi akan secara langsung mempengaruhi aktivitas alumina, kehidupan layanan dan selektivitas katalis. Misalnya, dalam proses pemurnian knalpot mobil, polutan yang diendapkan dari aditif oli mesin akan membentuk Coke, yang akan menyebabkan penyumbatan pori -pori katalis, sehingga mengurangi aktivitas katalis. Surfaktan dapat digunakan untuk menyesuaikan struktur pembawa alumina untuk membentuk MA.Menakan kinerja katalitiknya.
MA memiliki efek kendala, dan logam aktif dinonaktifkan setelah kalsinasi suhu tinggi. Selain itu, setelah kalsinasi suhu tinggi, struktur mesopori runtuh, kerangka MA berada dalam keadaan amorf, dan keasaman permukaan tidak dapat memenuhi persyaratannya di bidang fungsionalisasi. Pengobatan modifikasi sering diperlukan untuk meningkatkan aktivitas katalitik, stabilitas struktur mesopori, stabilitas termal permukaan dan keasaman permukaan bahan MA. Kelompok modifikasi umum termasuk heteroatom logam (Fe, CO, Ni, Cu, Zn, PD, Pt, ZR, dll. kerangka.
Konfigurasi elektron khusus elemen tanah jarang membuat senyawanya memiliki sifat optik, listrik dan magnetik khusus, dan digunakan dalam bahan katalitik, bahan fotolektrik, bahan adsorpsi dan bahan magnetik. Bahan mesopori yang dimodifikasi tanah jarang dapat menyesuaikan sifat asam (alkali), meningkatkan lowongan oksigen, dan mensintesis katalis nanokristalin logam dengan dispersi yang seragam dan skala nanometer yang stabil. Bahan berpori yang sesuai dan tanah jarang dapat meningkatkan dispersi permukaan nanokristal logam serta stabilitas dan ketahanan deposisi karbon dari katak. Dalam makalah ini, modifikasi tanah jarang dan fungsionalisasi MA akan diperkenalkan untuk meningkatkan kinerja katalitik, stabilitas termal, kapasitas penyimpanan oksigen, luas permukaan spesifik dan struktur pori.
1 ma persiapan
1.1 Persiapan pembawa alumina
Metode persiapan pembawa alumina menentukan distribusi struktur pori, dan metode persiapan umumnya meliputi metode dehidrasi pseudo-Boehmite (PB) dan metode sol-gel. Pseudoboehmite (Pb) pertama kali diusulkan oleh CalVET, dan peptisasi yang dipromosikan H+untuk mendapatkan Pb koloid γ-alooh yang mengandung air interlayer, yang dikalsinasi dan didehidrasi pada suhu tinggi untuk membentuk alumina. Menurut bahan baku yang berbeda, sering dibagi menjadi metode presipitasi, metode karbonisasi dan metode hidrolisis alkoholuminum. Kelarutan koloid PB dipengaruhi oleh kristalinitas, dan dioptimalkan dengan peningkatan kristalinitas, dan juga dipengaruhi oleh parameter proses operasi.
PB biasanya disiapkan dengan metode presipitasi. Alkali ditambahkan ke dalam larutan aluminasi atau asam ditambahkan ke dalam larutan aluminat dan diendapkan untuk mendapatkan alumina terhidrasi (presipitasi alkali), atau asam ditambahkan ke dalam presipitasi aluminasi untuk mendapatkan alumina monohidrat, yang kemudian dicuci, dikeringkan dan dikalsinasi untuk mendapatkan PB. Metode presipitasi mudah dioperasikan dan biaya rendah, yang sering digunakan dalam produksi industri, tetapi dipengaruhi oleh banyak faktor (larutan pH, konsentrasi, suhu, dll.). Dan kondisi untuk mendapatkan partikel dengan dispersibilitas yang lebih baik sangat ketat. Dalam metode karbonisasi, Al (OH) 3I yang diperoleh dengan reaksi CO2 dan NaalO2, dan Pb dapat diperoleh setelah penuaan. Metode ini memiliki keunggulan operasi sederhana, kualitas produk yang tinggi, tidak ada polusi dan biaya rendah, dan dapat menyiapkan alumina dengan aktivitas katalitik tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik dan area permukaan spesifik tinggi dengan investasi rendah dan pengembalian tinggi. Metode hidrolisis alkoksida aluminium sering digunakan untuk menyiapkan PB purbiran tinggi. Aluminium alkoksida dihidrolisis untuk membentuk aluminium oksida monohidrat, dan kemudian dirawat untuk mendapatkan PB dengan kemurnian tinggi, yang memiliki kristalinitas yang baik, ukuran partikel yang seragam, distribusi ukuran pori pekat dan integritas tinggi partikel bola. Namun, prosesnya kompleks, dan sulit untuk pulih karena penggunaan pelarut organik beracun tertentu.
Selain itu, garam anorganik atau senyawa organik logam umumnya digunakan untuk menyiapkan prekursor alumina dengan metode sol-gel, dan air murni atau pelarut organik ditambahkan untuk menyiapkan solusi untuk menghasilkan SOL, yang kemudian diadakan, dikeringkan dan dipanggang. Saat ini, proses persiapan alumina masih ditingkatkan berdasarkan metode dehidrasi PB, dan metode karbonisasi telah menjadi metode utama untuk produksi alumina industri karena ekonomi dan perlindungan lingkungan.
1.2 MA Persiapan
Alumina konvensional tidak dapat memenuhi persyaratan fungsional, sehingga perlu untuk mempersiapkan MA berkinerja tinggi. Metode sintesis biasanya meliputi: metode casting nano dengan cetakan karbon sebagai templat keras; Sintesis SDA: Proses self-assembly yang diinduksi penguapan (EISA) di hadapan templat lunak seperti SDA dan surfaktan kationik, anionik atau nonionik lainnya.
1.2.1 Proses EISA
Template lunak digunakan dalam kondisi asam, yang menghindari proses yang rumit dan memakan waktu dari metode membran keras dan dapat mewujudkan modulasi aperture kontinu. Persiapan MA oleh EISA telah menarik banyak perhatian karena ketersediaan dan reproduktifitasnya yang mudah. Struktur mesopori yang berbeda dapat disiapkan. Ukuran pori MA dapat disesuaikan dengan mengubah panjang rantai hidrofobik surfaktan atau menyesuaikan rasio molar katalis hidrolisis dengan prekursor aluminium dalam larutan. Oleh karena itu, EISA, juga dikenal sebagai sintesis satu langkah dan modifikasi yang diaplikasikan pada berbagai permukaan MA dan pemesanan yang dipesan, seperti alumina, oma), oma 2, oma 2, oma 2, oma 2, oma 2, oma 2, oma 2, oma 2), telah diolesi dengan alumia. Triethanolamine (TEA), dll. EISA dapat menggantikan proses perakitan co-assembly prekursor organoaluminum, seperti aluminium alkoksida dan templat surfaktan, biasanya pengembangan aluminium isopropoksida dan p123, untuk menyediakan bahan-bahan mesopori yang berhasil. oleh misel surfaktan di sol.
Dalam proses EISA, penggunaan pelarut yang tidak berair (seperti etanol) dan agen pengompleks organik dapat secara efektif memperlambat hidrolisis dan laju kondensasi prekursor organoaluminum dan menginduksi perakitan mandiri bahan OMA, seperti AL (OR) 3 dan aluminium isopropoksida. Namun, dalam pelarut volatil yang tidak berair, templat surfaktan biasanya kehilangan hidrofilisitas/hidrofobisitasnya. Selain itu, karena keterlambatan hidrolisis dan polikondensasi, produk perantara memiliki gugus hidrofobik, yang membuatnya sulit untuk berinteraksi dengan templat surfaktan. Hanya ketika konsentrasi surfaktan dan tingkat hidrolisis dan polikondensasi aluminium secara bertahap meningkat dalam proses penguapan pelarut dapat self-rakitan templat dan aluminium terjadi. Oleh karena itu, banyak parameter yang mempengaruhi kondisi penguapan pelarut dan reaksi hidrolisis dan kondensasi prekursor, seperti suhu, kelembaban relatif, katalis, laju penguapan pelarut, dll., Akan mempengaruhi struktur perakitan akhir. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1, bahan OMA dengan stabilitas termal tinggi dan kinerja katalitik tinggi disintesis oleh penguapan yang dibantu solvotermal yang diinduksi self-assembly (SA-EISA). Perawatan solvotermal mempromosikan hidrolisis lengkap dari prekursor aluminium untuk membentuk kelompok hidroksil aluminium berukuran kecil, yang meningkatkan interaksi antara surfaktan dan aluminium. Dua dimensi heksagonal mesofase dibentuk dalam proses EISA dan dikalsinasi pada 400 ℃ untuk membentuk materi OMA. Dalam proses EISA tradisional, proses penguapan disertai dengan hidrolisis prekursor organoaluminum, sehingga kondisi penguapan memiliki pengaruh penting pada reaksi dan struktur akhir OMA. Langkah pengobatan solvotermal mempromosikan hidrolisis lengkap dari prekursor aluminium dan menghasilkan sebagian kelompok hidroksil aluminium yang terkondensasi. Dibandingkan dengan MA yang disiapkan dengan metode EISA tradisional, OMA yang disiapkan dengan metode SA-EISA memiliki volume pori yang lebih tinggi, luas permukaan spesifik yang lebih baik dan stabilitas termal yang lebih baik. Di masa depan, metode EISA dapat digunakan untuk menyiapkan aperture ultra-besar dengan tingkat konversi yang tinggi dan selektivitas yang sangat baik tanpa menggunakan agen reaming.
Gbr. 1 Bagan aliran metode SA-EISA untuk mensintesis bahan OMA
1.2.2 Proses Lainnya
Persiapan MA konvensional membutuhkan kontrol yang tepat dari parameter sintesis untuk mencapai struktur mesopori yang jelas, dan penghapusan bahan templat juga menantang, yang memperumit proses sintesis. Saat ini, banyak literatur telah melaporkan sintesis MA dengan templat yang berbeda. Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian ini terutama berfokus pada sintesis MA dengan glukosa, sukrosa dan pati sebagai templat oleh aluminium isopropoksida dalam larutan berair. Sebagian besar bahan MA ini disintesis dari sumber aluminium nitrat, sulfat dan alkoksida sebagai aluminium. Ma ctab juga diperoleh dengan modifikasi langsung PB sebagai sumber aluminium. MA dengan sifat struktural yang berbeda, yaitu AL2O3) -1, AL2O3) -2 dan Al2O3 dan memiliki stabilitas termal yang baik. Penambahan surfaktan tidak mengubah struktur kristal yang melekat pada PB, tetapi mengubah mode penumpukan partikel. Selain itu, pembentukan AL2O3-3 dibentuk oleh adhesi nanopartikel yang distabilkan oleh PEG pelarut organik atau agregasi di sekitar PEG. Namun, distribusi ukuran pori AL2O3-1 sangat sempit. Selain itu, katalis berbasis paladium disiapkan dengan MA sintetis sebagai pembawa. Dalam reaksi pembakaran metana, katalis yang didukung oleh AL2O3-3 menunjukkan kinerja katalitik yang baik.
Untuk pertama kalinya, MA dengan distribusi ukuran pori yang relatif sempit disiapkan dengan menggunakan aluminium slag black slag yang murah dan kaya aluminium. Proses produksi mencakup proses ekstraksi pada suhu rendah dan tekanan normal. Partikel padat yang ditinggalkan dalam proses ekstraksi tidak akan mencemari lingkungan, dan dapat ditumpuk dengan risiko rendah atau digunakan kembali sebagai pengisi atau agregat dalam aplikasi konkret. Luas permukaan spesifik MA yang disintesis adalah 123 ~ 162m2/g, distribusi ukuran pori sempit, jari -jari puncak adalah 5,3nm, dan porositasnya 0,37 cm3/g. Bahannya berukuran nano dan ukuran kristal sekitar 11nm. Sintesis solid-state adalah proses baru untuk mensintesis MA, yang dapat digunakan untuk menghasilkan penyerap radiokimia untuk penggunaan klinis. Bahan baku aluminium klorida, amonium karbonat dan glukosa dicampur dalam rasio molar 1: 1,5: 1,5, dan MA disintesis oleh reaksi mekanokimia solid-state yang baru. Dengan konsentrasi131i dalam peralatan baterai termal, hasil h hasrasi yang diperoleh. (1.7TBQ/mL), dengan demikian mewujudkan penggunaan kapsul dosis besar131i [NAI] untuk pengobatan kanker tiroid.
Singkatnya, di masa depan, templat molekul kecil juga dapat dikembangkan untuk membangun struktur pori multi-level yang dipesan, secara efektif menyesuaikan struktur, morfologi dan sifat kimia permukaan bahan, dan menghasilkan luas permukaan yang besar dan ma lubang cacing yang dipesan. Jelajahi template murah dan sumber aluminium, optimalkan proses sintesis, klarifikasi mekanisme sintesis dan panduan proses.
Metode modifikasi 2 mA
Metode mendistribusikan komponen aktif secara seragam pada pembawa MA termasuk impregnasi, synthe-Sis in-situ, presipitasi, pertukaran ion, pencampuran mekanis dan peleburan, di antaranya dua yang pertama adalah yang paling umum digunakan.
2.1 Metode sintesis in-situ
Kelompok yang digunakan dalam modifikasi fungsional ditambahkan dalam proses mempersiapkan MA untuk memodifikasi dan menstabilkan struktur kerangka material dan meningkatkan kinerja katalitik. Proses ini ditunjukkan pada Gambar 2. Liu et al. disintesis ni/mo-al2o3in situ dengan p123 sebagai template. Baik Ni dan Mo tersebar di saluran MA yang dipesan, tanpa menghancurkan struktur MA yang mesopori, dan kinerja katalitik jelas meningkat. Mengadopsi metode pertumbuhan in-situ pada gamma-al2O3Substrate yang disintesis, dibandingkan dengan γ-AL2O3, MnO2-AL2O3Has lebih besar dari luas permukaan spesifik dan volume pori, dan memiliki struktur mesopori bimodal dengan distribusi ukuran pori sempit. Laju adsorpsi cepat MnO2-Al2O3HAS dan efisiensi tinggi untuk F-, dan memiliki rentang aplikasi pH yang luas (pH = 4 ~ 10), yang cocok untuk kondisi aplikasi industri praktis. Kinerja daur ulang MnO2-AL2O3 lebih baik daripada γ-al2o. Stabilitas struktural perlu dioptimalkan lebih lanjut. Singkatnya, bahan yang dimodifikasi MA yang diperoleh dengan sintesis in-situ memiliki urutan struktural yang baik, interaksi yang kuat antara kelompok dan pembawa alumina, kombinasi yang ketat, beban material besar, dan tidak mudah untuk menyebabkan pelepasan komponen aktif dalam proses reaksi katalitik, dan kinerja katalitik secara signifikan meningkat.
Gbr. 2 Persiapan MA yang difungsikan dengan sintesis in-situ
2.2 Metode Impregnasi
Meredam MA yang disiapkan ke dalam kelompok yang dimodifikasi, dan mendapatkan bahan MA yang dimodifikasi setelah perawatan, sehingga dapat menyadari efek katalisis, adsorpsi dan sejenisnya. Cai et al. Disiapkan MA dari P123 dengan metode sol-gel, dan merendamnya dalam larutan etanol dan tetraethylenepentamine untuk mendapatkan bahan MA yang dimodifikasi amino dengan kinerja adsorpsi yang kuat. Selain itu, Belkacemi et al. dicelupkan ke dalam zncl2solution dengan proses yang sama untuk mendapatkan bahan yang dipesan dengan seng yang dimodifikasi. Area permukaan spesifik dan volume pori masing -masing adalah 394m2/g dan 0,55 cm3/g. Dibandingkan dengan metode sintesis in-situ, metode impregnasi memiliki dispersi elemen yang lebih baik, struktur mesopori yang stabil dan kinerja adsorpsi yang baik, tetapi kekuatan interaksi antara komponen aktif dan pembawa alumina lemah, dan aktivitas katalitik mudah diganggu oleh faktor eksternal.
3 Kemajuan Fungsional
Sintesis MA tanah jarang dengan sifat khusus adalah tren pengembangan di masa depan. Saat ini, ada banyak metode sintesis. Parameter proses mempengaruhi kinerja MA. Luas permukaan spesifik, volume pori dan diameter pori MA dapat disesuaikan dengan jenis templat dan komposisi prekursor aluminium. Suhu kalsinasi dan konsentrasi templat polimer mempengaruhi luas permukaan spesifik dan volume pori MA. Suzuki dan Yamauchi menemukan bahwa suhu kalsinasi meningkat dari 500 ℃ menjadi 900 ℃. Aperture dapat ditingkatkan dan luas permukaan dapat dikurangi. Selain itu, pengobatan modifikasi tanah jarang meningkatkan aktivitas, stabilitas termal permukaan, stabilitas struktural dan keasaman permukaan bahan MA dalam proses katalitik, dan memenuhi pengembangan fungsionalisasi MA.
3.1 Defluorinasi Adsorben
Fluor dalam air minum di Cina sangat berbahaya. Selain itu, peningkatan kandungan fluor dalam larutan industri seng sulfat akan menyebabkan korosi pelat elektroda, penurunan lingkungan kerja, penurunan kualitas seng listrik dan penurunan jumlah air daur ulang dalam sistem pembuatan asam dan proses elektrolisis dari gas bed flue yang dipanggang. Saat ini, metode adsorpsi adalah yang paling menarik di antara metode umum defluorinasi basah. Namun, ada beberapa kekurangan, seperti kapasitas adsorpsi yang buruk, kisaran pH yang tersedia sempit, polusi sekunder dan sebagainya. Karbon aktif, alumina amorf, alumina teraktivasi dan adsorben lainnya telah digunakan untuk defluorinasi air, tetapi biaya adsorben tinggi, dan kapasitas adsorpsi dari larutan netral F-in atau konsentrasi yang tinggi. Kapasitas adsorpsi yang buruk dari fluoride, dan hanya pada pH <6 dapat memiliki kinerja adsorpsi fluoride yang baik. MA telah menarik perhatian luas dalam kontrol polusi lingkungan karena luas permukaan spesifiknya yang besar, efek ukuran pori yang unik, kinerja asam-basa, stabilitas termal dan mekanik. Kundu et al. disiapkan MA dengan kapasitas adsorpsi fluor maksimum 62,5 mg/g. Kapasitas adsorpsi fluor dari MA sangat dipengaruhi oleh karakteristik strukturalnya, seperti luas permukaan spesifik, kelompok fungsional permukaan, ukuran pori dan ukuran pori total. Penyesuaian struktur dan kinerja MA adalah cara penting untuk meningkatkan kinerja adsorpsi.
Karena asam keras LA dan kebasa yang keras dari fluor, ada afinitas yang kuat antara LA dan ion fluor. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa penelitian telah menemukan bahwa LA sebagai pengubah dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi fluoride. Namun, karena stabilitas struktural yang rendah dari adsorben tanah jarang, lebih banyak tanah langka dicelupkan ke dalam larutan, yang mengakibatkan polusi air sekunder dan kerusakan pada kesehatan manusia. Di sisi lain, konsentrasi aluminium yang tinggi di lingkungan air adalah salah satu racun bagi kesehatan manusia. Oleh karena itu, perlu untuk menyiapkan semacam adsorben gabungan dengan stabilitas yang baik dan tidak ada pencucian atau kurang pencucian elemen lain dalam proses penghilangan fluor. MA yang dimodifikasi oleh LA dan CE disiapkan dengan metode impregnasi (LA/MA dan CE/MA). oksida tanah jarang berhasil dimuat pada permukaan MA untuk pertama kalinya, yang memiliki kinerja defluorinasi yang lebih tinggi. Mekanisme utama pengangkatan fluor adalah adsorpsi elektrostatik dan adsorpsi kimia, daya tarik elektron dari muatan positif dan reaksi pertukaran ligan yang berkombinasi dengan pengungkapan hydroksil, hydroxyl function functional pada kelompok fungsional adsor-pai. Kapasitas adsorpsi fluor, LA/MA mengandung lebih banyak situs adsorpsi hidroksil, dan kapasitas adsorpsi F berada dalam urutan LA/MA> CE/MA> MA. Dengan peningkatan konsentrasi awal, kapasitas adsorpsi fluor meningkat. Efek adsorpsi terbaik ketika pH adalah 5 ~ 9, dan proses adsorpsi fluor dengan model adsorpsi isotermal Langmuir. Selain itu, kotoran ion sulfat dalam alumina juga dapat secara signifikan mempengaruhi kualitas sampel. Meskipun penelitian terkait tentang alumina yang dimodifikasi tanah jarang telah dilakukan, sebagian besar penelitian berfokus pada proses adsorben, yang sulit digunakan secara industri. Di masa depan, kita dapat mempelajari mekanisme disosiasi kompleks fluor dalam zinc sulfate dan karakteristik migrasi fluorine, memperoleh fitur yang efisien dan beranggapan rendah, centang rendah, oon. Sistem Hydrometalurgi, dan menetapkan model kontrol proses untuk mengobati larutan fluor tinggi berdasarkan adsorben ma nano tanah jarang.
3.2 katalis
3.2.1 Reformasi Metana Kering
Bumi jarang dapat menyesuaikan keasaman (kebesaran) bahan berpori, meningkatkan lowongan oksigen, dan mensintesis katalis dengan dispersi seragam, skala nanometer dan stabilitas. Ini sering digunakan untuk mendukung logam mulia dan logam transisi untuk mengkatalisasi metanasi CO2. Saat ini, bahan mesopori yang dimodifikasi tanah jarang berkembang menuju reforming kering metana (MDR), degradasi fotokatalitik dari VOC dan pemurnian gas ekor. Namun, sintering dan deposisi karbon nanopartikel Ni pada permukaan Ni/al2O3Lead ke penonaktifan cepat katalis. Oleh karena itu, perlu untuk menambah akselerant, memodifikasi pembawa katalis dan meningkatkan rute persiapan untuk meningkatkan aktivitas katalitik, stabilitas, dan resistensi hangus. Secara umum, oksida tanah jarang dapat digunakan sebagai promotor struktural dan elektronik dalam katalis heterogen, dan CEO2 meningkatkan dispersi Ni dan mengubah sifat -sifat NI logam melalui interaksi dukungan logam yang kuat.
MA banyak digunakan untuk meningkatkan dispersi logam, dan memberikan pengekangan untuk logam aktif untuk mencegah aglomerasi mereka. LA2O3 dengan kapasitas penyimpanan oksigen tinggi meningkatkan resistensi karbon dalam proses konversi, dan LA2O3 mempromosikan dispersi CO pada alumina mesopori, yang memiliki aktivitas dan ketahanan reformasi tinggi. LA2O3Promoter meningkatkan aktivitas MDR katalis Co/MA, dan CO3O4 dan coal2o4phase terbentuk pada permukaan katalis. Namun, la2o3has butiran kecil yang sangat tersebar dari 8nm ~ 10nm. Dalam proses MDR, interaksi in-situ antara LA2O3 dan CO2Formed LA2O2CO3Mesophase, yang menginduksi eliminasi efektif cxhy pada permukaan katalis. LA2O3Promotes Pengurangan hidrogen dengan memberikan kepadatan elektron yang lebih tinggi dan meningkatkan lowongan oksigen pada 10%CO/MA. Penambahan LA2O3 mereduksi energi aktivasi yang jelas dari konsumsi CH4C. Oleh karena itu, tingkat konversi CH4 -dikurangi menjadi 93,7% pada 1073K K. Penambahan LA2O3 meningkatkan aktivitas katalitik, mempromosikan pengurangan H2, meningkatkan jumlah situs aktif CO0, menghasilkan lebih sedikit karbon yang disimpan dan meningkatkan kekosongan oksigen menjadi 73,3%.
CE dan PR didukung pada Ni/Al2O3Catalyst dengan metode impregnasi volume yang sama di Li Xiaofeng. Setelah menambahkan CE dan PR, selektivitas untuk H2 -Dikirim dan selektivitas untuk berkurang. MDR yang dimodifikasi oleh PR memiliki kemampuan katalitik yang sangat baik, dan selektivitas untuk H2 -dikurung dari 64,5% menjadi 75,6%, sedangkan selektivitas untuk berkurang dari 31,4% Peng Shujing et al. Metode sol-gel yang digunakan, MA yang dimodifikasi CE disiapkan dengan aluminium isopropoksida, pelarut isopropanol dan cerium nitrat hexahidrat. Luas permukaan spesifik produk sedikit meningkat. Penambahan CE mengurangi agregasi nanopartikel seperti batang pada permukaan MA. Beberapa gugus hidroksil pada permukaan γ-al2o3 pada dasarnya ditutupi oleh senyawa CE. Stabilitas termal MA ditingkatkan, dan tidak ada transformasi fase kristal yang terjadi setelah kalsinasi pada 1000 ℃ selama 10 jam. Wang Baowei et al. Metode Copresipitasi yang disiapkan secara material CEO2-AL2O4BY. CEO2 dengan biji -bijian kecil kubik secara seragam tersebar di alumina. Setelah mendukung CO dan MO pada CEO2-AL2O4, interaksi antara alumina dan komponen aktif CO dan MO secara efektif dihambat oleh CEO2
Promotor Bumi Jarang (LA, CE, Y dan SM) dikombinasikan dengan katalis CO/MA untuk MDR, dan prosesnya ditunjukkan pada Gambar. 3. Promotor tanah jarang dapat meningkatkan dispersi CO pada pembawa MA dan menghambat aglomerasi partikel CO. Semakin kecil ukuran partikel, semakin kuat interaksi co-ma, semakin kuat kemampuan katalitik dan sintering dalam katalis YCO/MA, dan efek positif dari beberapa promotor pada aktivitas MDR dan deposisi karbon. 4 adalah gambar HRTEM setelah perawatan MDR pada 1023K, CO2: CH4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 selama 8 jam. Partikel -partikel CO ada dalam bentuk bintik -bintik hitam, sementara pembawa MA ada dalam bentuk abu -abu, yang tergantung pada perbedaan kepadatan elektron. Dalam gambar HRTEM dengan 10%CO/MA (Gbr. 4B), aglomerasi partikel logam CO diamati pada pembawa MA penambahan promotor tanah jarang mengurangi partikel CO menjadi 11,0nm ~ 12,5nm. YCO/MA memiliki interaksi bersama yang kuat, dan kinerjanya sintering lebih baik daripada katalis lainnya. Selain itu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4b hingga 4f, kawat nano karbon berongga (CNF) diproduksi pada katalis, yang tetap bersentuhan dengan aliran gas dan mencegah katalis dari penonaktifan.
Gambar. 3 Pengaruh penambahan tanah jarang pada sifat fisik dan kimia dan kinerja katalitik MDR dari katalis Co/MA
3.2.2 Katalis deoksidasi
Fe2O3/meso-ceal, katalis deoksidasi berbasis Fe yang didoping CE, disiapkan dengan dehidrogenasi oksidatif 1- butene dengan oksidan lunak CO2AS, dan digunakan dalam sintesis 1,3-butadiene (BD). CE sangat terdispersi dalam matriks alumina, dan Fe2O3/meso sangat tersebar dari katalis besi yang sangat tersebar dan sangat berbeda dan sifat struktural yang baik, tetapi juga memiliki kapasitas penyimpanan oksigen yang baik, sehingga memiliki adsorpsi yang baik dan kapasitas aktivasi CO2. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5, gambar TEM menunjukkan bahwa Fe2O3/meso-ceal-100 adalah secara teratur menunjukkan bahwa struktur saluran seperti cacing mesoceal-100 longgar dan berpori, yang bermanfaat bagi dispersi bahan aktif, sementara CE yang sangat tersebar berhasil didoping dalam matriks alumina. Bahan pelapis katalis logam mulia yang memenuhi standar emisi kendaraan bermotor yang sangat rendah telah mengembangkan struktur pori, stabilitas hidrotermal yang baik dan kapasitas penyimpanan oksigen yang besar.
3.2.3 Katalis untuk Kendaraan
PD-RH Didukung Kuarter Kuarter Aluminium Kompleks Bumi Jangka Berbasis Alcezrtiox dan Allazrtiox untuk mendapatkan bahan pelapis katalis otomotif. Kompleks tanah jarang berbasis aluminium mesopori PD-RH/ALC dapat berhasil digunakan sebagai katalis pemurnian knalpot kendaraan CNG dengan daya tahan yang baik, dan efisiensi konversi CH4, komponen utama gas buang kendaraan CNG, setinggi 97,8%. Mengadopsi metode satu langkah hidrotermal untuk mempersiapkan bahan komposit bumi yang jarang untuk mewujudkan perakitan sendiri, memesan prekursor mesopori dengan keadaan metastabil dan agregasi tinggi disintesis, dan sintesis re-al yang sesuai dengan model "unit pertumbuhan majemuk", dengan demikian mewujudkan pemurnian mobil yang dipasang di atas tiang gabus.
Gbr. 4 Gambar HRTEM MA (A), CO/MA (B), LACO/MA (C), CECO/MA (D), YCO/MA (E) dan SMCO/MA (F)
Gbr. 5 TEM Gambar (A) dan Diagram Elemen EDS (B, C) dari Fe2O3/Meso-Ceal-100
3.3 kinerja bercahaya
Elektron elemen tanah jarang mudah bersemangat untuk beralih antara tingkat energi yang berbeda dan memancarkan cahaya. Ion tanah jarang sering digunakan sebagai aktivator untuk menyiapkan bahan luminescent. Ion tanah jarang dapat dimuat pada permukaan mikrosfer berongga aluminium fosfat dengan metode copresipitasi dan metode pertukaran ion, dan bahan luminescent ALPO4∶RE (LA, CE, PR, ND) dapat disiapkan. Panjang gelombang luminescent berada di daerah ultraviolet yang dekat. MA dibuat menjadi film tipis karena inersia, konstanta dielektrik rendah dan konduktivitas rendah, yang membuatnya berlaku untuk perangkat listrik dan optik, film tipis, hambatan, sensor, dll. Ini juga dapat digunakan untuk penginderaan respons satu dimensi kristal satu dimensi, generasi energi dan antik energi. Perangkat ini adalah film yang ditumpuk dengan panjang jalur optik yang pasti, sehingga perlu untuk mengontrol indeks dan ketebalan bias. Pada saat ini, titanium dioksida dan zirkonium oksida dengan indeks bias tinggi dan silikon dioksida dengan indeks bias rendah sering digunakan untuk merancang dan membangun perangkat tersebut. Kisaran ketersediaan bahan dengan sifat kimia permukaan yang berbeda diperluas, yang memungkinkan untuk merancang sensor foton canggih. Pengenalan film MA dan oxyhydroxide dalam desain perangkat optik menunjukkan potensi besar karena indeks bias mirip dengan silikon dioksida. Tetapi sifat kimianya berbeda.
3.4 Stabilitas Termal
Dengan peningkatan suhu, sintering secara serius mempengaruhi efek penggunaan katalis MA, dan luas permukaan spesifik berkurang dan fase kristal γ-Al2O3in berubah menjadi fase Δ dan θ menjadi χ. Bahan tanah jarang memiliki stabilitas kimia yang baik dan stabilitas termal, kemampuan beradaptasi tinggi, dan bahan baku yang mudah tersedia dan murah. Penambahan elemen tanah jarang dapat meningkatkan stabilitas termal, resistensi oksidasi suhu tinggi dan sifat mekanik pembawa, dan menyesuaikan keasaman permukaan pembawa. LA dan CE adalah elemen modifikasi yang paling umum digunakan dan dipelajari. Lu Weiguang dan yang lainnya menemukan bahwa penambahan elemen tanah jarang secara efektif mencegah difusi curah partikel alumina, LA dan CE melindungi gugus hidroksil pada permukaan alumina, menghambat sintering dan transformasi fase, dan mengurangi kerusakan suhu tinggi menjadi struktur mesopori. Alumina yang disiapkan masih memiliki luas permukaan spesifik dan volume pori. Li Yanqiu et al. Ditambahkan 5% LA2O3TO γ-AL2O3, yang meningkatkan stabilitas termal dan meningkatkan volume pori dan luas permukaan spesifik pembawa alumina. Seperti yang dapat dilihat dari Gambar 6, La2o3 yang ditandatangani ke γ-AL2O3, meningkatkan stabilitas termal pembawa komposit tanah jarang.
Dalam proses doping partikel nano-fibrous dengan LA ke MA, luas permukaan BET dan volume pori MA-LA lebih tinggi daripada MA ketika suhu perlakuan panas meningkat, dan doping dengan LA memiliki efek perlambatan yang jelas pada sintering pada suhu tinggi. seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7, dengan peningkatan suhu, LA menghambat reaksi pertumbuhan butir dan transformasi fase, sedangkan Gambar. 7a dan 7c menunjukkan akumulasi partikel nano-fibrous. dalam gbr. 7b, diameter partikel besar yang diproduksi oleh kalsinasi pada 1200 ℃ adalah sekitar 100nm. Ini menandai sintering MA yang signifikan. Selain itu, dibandingkan dengan MA-1200, MA-LA-1200 tidak berkumpul setelah perlakuan panas. Dengan penambahan LA, partikel serat nano memiliki kemampuan sintering yang lebih baik. Bahkan pada suhu kalsinasi yang lebih tinggi, LA yang didoping masih sangat tersebar di permukaan MA. MA yang dimodifikasi LA dapat digunakan sebagai pembawa katalis Pd dalam reaksi C3H8oksidasi.
Gbr. 6 Model struktur alumina sintering dengan dan tanpa elemen tanah jarang
Gbr. 7 TEM Gambar MA-400 (A), MA-1200 (B), MA-LA-400 (C) dan MA-LA-1200 (D)
4 Kesimpulan
Kemajuan persiapan dan aplikasi fungsional bahan MA yang dimodifikasi bumi jarang diperkenalkan. MA yang dimodifikasi tanah jarang digunakan secara luas. Meskipun banyak penelitian telah dilakukan dalam aplikasi katalitik, stabilitas termal dan adsorpsi, banyak bahan memiliki biaya tinggi, jumlah doping rendah, urutan yang buruk dan sulit untuk diindustrialisasi. Pekerjaan berikut perlu dilakukan di masa depan: mengoptimalkan komposisi dan struktur MA yang dimodifikasi tanah jarang, pilih proses yang sesuai, memenuhi pengembangan fungsional; Menetapkan model kontrol proses berdasarkan proses fungsional untuk mengurangi biaya dan mewujudkan produksi industri; Untuk memaksimalkan keunggulan sumber daya tanah langka Tiongkok, kita harus mengeksplorasi mekanisme modifikasi MA jarang bumi, meningkatkan teori dan proses persiapan MA yang dimodifikasi bumi jarang.
Proyek Dana: Proyek Inovasi Keseluruhan Sains dan Teknologi Shaanxi (2011KTDZ01-04-01); Provinsi Shaanxi 2019 Proyek Penelitian Ilmiah Khusus (19JK0490); 2020 Proyek Penelitian Ilmiah Khusus Huaqing College, Xi 'An University of Architecture and Technology (20KY02)
Sumber: Bumi jarang
Waktu posting: Jul-04-2022