Miongoni mwa oksidi zisizo za siliceous, alumina ina sifa nzuri za mitambo, upinzani wa joto la juu na upinzani wa kutu, wakati alumina ya mesoporous (MA) ina ukubwa wa pore unaoweza kubadilishwa, eneo kubwa la uso, kiasi kikubwa cha pore na gharama ya chini ya uzalishaji, ambayo hutumiwa sana katika kichocheo. kudhibitiwa kutolewa kwa madawa ya kulevya, adsorption na nyanja nyingine, kama vile ngozi, hydrocracking na hydrodesulfurization ya malighafi ya petroli. kawaida kutumika katika sekta, lakini itaathiri moja kwa moja shughuli ya alumina, maisha ya huduma na kuchagua kichocheo. Kwa mfano, katika mchakato wa utakaso wa kutolea nje ya magari, uchafuzi uliowekwa kutoka kwa viongeza vya mafuta ya injini utaunda coke, ambayo itasababisha kuziba kwa pores za kichocheo, na hivyo kupunguza shughuli za kichocheo. Kipitishio cha ziada kinaweza kutumika kurekebisha muundo wa kibebea alumina ili kuunda MA. Kuboresha utendaji wake wa kichocheo.
MA ina athari ya kikwazo, na metali amilifu huzimwa baada ya ukokotoaji wa halijoto ya juu. Kwa kuongeza, baada ya calcination ya juu ya joto, muundo wa mesoporous huanguka, mifupa ya MA iko katika hali ya amorphous, na asidi ya uso haiwezi kukidhi mahitaji yake katika uwanja wa utendaji. Matibabu ya marekebisho inahitajika mara nyingi ili kuboresha shughuli za kichocheo, utulivu wa muundo wa mesoporous, utulivu wa joto la uso na asidi ya uso wa nyenzo za MA.Makundi ya kawaida ya kurekebisha ni pamoja na heteroatomu za chuma (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, nk. ) na oksidi za chuma (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, n.k.)Imepakiwa kwenye uso wa MA au kuingizwa kwenye mifupa.
Usanidi maalum wa elektroni wa vipengele vya nadra vya dunia hufanya misombo yake kuwa na mali maalum ya macho, umeme na magnetic, na hutumiwa katika vifaa vya kichocheo, vifaa vya photoelectric, vifaa vya adsorption na vifaa vya magnetic. Nyenzo adimu za mesoporous zilizorekebishwa za ardhi zinaweza kurekebisha mali ya asidi (alkali), kuongeza nafasi ya oksijeni, na kuunganisha kichocheo cha nanocrystalline cha chuma na mtawanyiko sawa na kipimo cha nanomita thabiti. Nyenzo zinazofaa za vinyweleo na ardhi adimu zinaweza kuboresha utawanyiko wa uso wa fuwele za chuma na uthabiti na uwekaji wa kaboni. upinzani wa vichocheo. Katika karatasi hii, urekebishaji wa ardhi adimu na utendakazi wa MA utaanzishwa ili kuboresha utendaji wa kichocheo, uthabiti wa joto, uwezo wa kuhifadhi oksijeni, eneo maalum la uso na muundo wa pore.
1 MA maandalizi
1.1 maandalizi ya carrier wa alumina
Njia ya maandalizi ya carrier wa alumina huamua usambazaji wake wa muundo wa pore, na mbinu zake za maandalizi ya kawaida ni pamoja na njia ya pseudo-boehmite (PB) na njia ya sol-gel. Pseudoboehmite (PB) ilipendekezwa kwa mara ya kwanza na Calvet, na H+ ilikuza peptization ili kupata γ-AlOOH colloidal PB yenye maji interlayer, ambayo ilikuwa calcined na dehydrated katika joto la juu kuunda alumina. Kwa mujibu wa malighafi tofauti, mara nyingi hugawanywa katika njia ya mvua, njia ya kaboni na njia ya hidrolisisi ya alkoholialumini. Umumunyifu wa colloidal wa PB huathiriwa na fuwele, na huboreshwa na ongezeko la fuwele, na pia huathiriwa na vigezo vya mchakato wa uendeshaji.
PB kawaida hutayarishwa kwa njia ya kunyesha. Alkali huongezwa kwenye myeyusho wa aluminiti au asidi huongezwa kwenye myeyusho wa aluminiti na kuongezwa ili kupata alumina iliyotiwa hidrati (mvua ya alkali), au asidi huongezwa kwenye unyesheshaji wa aluminiamu ili kupata aluminiumohidrati, ambayo huoshwa, kukaushwa na kukaushwa ili kupata PB. Njia ya mvua ni rahisi kufanya kazi na gharama ya chini, ambayo hutumiwa mara nyingi katika uzalishaji wa viwandani, lakini inathiriwa na mambo mengi (suluhisho la pH, ukolezi, joto, nk).Na hali hiyo ya kupata chembe yenye utawanyiko bora ni kali. Katika njia ya kaboni, Al(OH)3 hupatikana kwa majibu ya CO2na NaAlO2, na PB inaweza kupatikana baada ya kuzeeka. Njia hii ina faida za uendeshaji rahisi, ubora wa juu wa bidhaa, hakuna uchafuzi wa mazingira na gharama ya chini, na inaweza kuandaa aluminium na shughuli za juu za kichocheo, upinzani bora wa kutu na eneo la juu la uso maalum na uwekezaji mdogo na kurudi kwa juu.Njia ya hidrolisisi ya alkoksidi ya alumini hutumiwa mara nyingi. kuandaa PB ya hali ya juu. Alumini alkoxide hutiwa hidrolisisi na kutengeneza monohidrati ya oksidi ya alumini, na kisha kutibiwa ili kupata PB ya usafi wa hali ya juu, ambayo ina fuwele nzuri, saizi ya chembe sare, usambazaji wa saizi ya pore iliyokolea na uadilifu wa juu wa chembe za spherical. Hata hivyo, mchakato huo ni mgumu, na ni vigumu kupona kutokana na matumizi ya baadhi ya vimumunyisho vya kikaboni vya sumu.
Kwa kuongeza, chumvi za isokaboni au misombo ya kikaboni ya metali hutumiwa kwa kawaida kwa ajili ya kuandaa watangulizi wa alumina kwa njia ya sol-gel, na maji safi au vimumunyisho vya kikaboni huongezwa ili kuandaa ufumbuzi wa kuzalisha sol, ambayo ni gelled, kavu na kuchomwa. Kwa sasa, mchakato wa maandalizi ya alumina bado umeboreshwa kwa misingi ya njia ya PB ya upungufu wa maji mwilini, na njia ya carbonization imekuwa njia kuu ya uzalishaji wa alumina ya viwanda kwa sababu ya uchumi wake na ulinzi wa mazingira.Alumina iliyoandaliwa na njia ya sol-gel imevutia sana kwa sababu ya saizi yake ya usambazaji wa pore, ambayo ni njia inayowezekana, lakini inahitaji kuboreshwa ili kutambua matumizi ya viwandani.
1.2 Maandalizi ya MA
Alumina ya kawaida haiwezi kukidhi mahitaji ya kazi, kwa hiyo ni muhimu kuandaa MA ya juu ya utendaji. Mbinu za usanisi kwa kawaida ni pamoja na: njia ya utupaji nano na ukungu wa kaboni kama kiolezo kigumu; Muundo wa SDA: Mchakato wa kujikusanya unaotokana na uvukizi (EISA) kukiwa na violezo laini kama vile SDA na viambata vingine vya cationic, anionic au nonionic.
1.2.1 Mchakato wa EISA
Kiolezo laini hutumika katika hali ya tindikali, ambayo huepuka mchakato mgumu na unaotumia muda wa njia ya utando mgumu na inaweza kutambua urekebishaji unaoendelea wa kipenyo. Utayarishaji wa MA na EISA umevutia watu wengi kwa sababu ya kupatikana kwa urahisi na kuzaliana tena. Miundo tofauti ya mesoporous inaweza kutayarishwa. Ukubwa wa pore wa MA unaweza kurekebishwa kwa kubadilisha urefu wa mnyororo wa haidrofobi wa surfactant au kurekebisha uwiano wa molar wa kichocheo cha hidrolisisi hadi mtangulizi wa alumini katika suluhisho. Kwa hiyo, EISA, pia inajulikana kama usanisi wa hatua moja na urekebishaji njia ya sol-gel ya uso wa juu. eneo la MA na kuamuru aluminiumoxid ya mesoporous (OMA), imetumika kwa templeti mbalimbali laini, kama vile P123, F127, triethanolamine (chai), n.k. EISA inaweza kuchukua nafasi ya mchakato wa mkusanyiko wa vitangulizi vya organoaluminium, kama vile alkoksidi za alumini na violezo vya surfactant, kwa kawaida alumini isopropoksidi na P123, kwa ajili ya kutoa nyenzo za mesoporous. Uendelezaji wa mafanikio wa mchakato wa EISA unahitaji marekebisho sahihi ya hidrolisisi na hidrolisisi. kinetics ya condensation kupata sol imara na kuruhusu maendeleo ya mesophase inayoundwa na micelles surfactant katika sol.
Katika mchakato wa EISA, matumizi ya vimumunyisho visivyo na maji (kama vile ethanol) na mawakala wa uchanganyaji wa kikaboni yanaweza kupunguza kasi ya hidrolisisi na kiwango cha ufupishaji cha vianzilishi vya organoaluminium na kushawishi kujikusanya kwa nyenzo za OMA, kama vile Al(OR)3na. isopropoxide ya alumini. Hata hivyo, katika vimumunyisho tete visivyo na maji, violezo vya surfactant kawaida hupoteza haidrophilicity/hydrophobicity yao. Kwa kuongeza, Kwa sababu ya kuchelewa kwa hidrolisisi na polycondensation, bidhaa ya kati ina kundi la haidrofobi, ambayo inafanya kuwa vigumu kuingiliana na template ya surfactant. Ni wakati tu mkusanyiko wa surfactant na kiwango cha hidrolisisi na polycondensation ya alumini huongezeka hatua kwa hatua katika mchakato wa uvukizi wa kutengenezea ndipo mkusanyiko wa kujitegemea wa template na alumini hufanyika. Kwa hiyo, vigezo vingi vinavyoathiri hali ya uvukizi wa vimumunyisho na hidrolisisi na mmenyuko wa condensation wa vitangulizi, kama vile joto, unyevu wa jamaa, kichocheo, kiwango cha uvukizi wa kutengenezea, nk, vitaathiri muundo wa mwisho wa mkusanyiko. Kama inavyoonyeshwa kwenye mtini. 1, nyenzo za OMA zilizo na uthabiti wa hali ya juu wa joto na utendaji wa juu wa kichocheo ziliunganishwa na mkusanyiko wa kibinafsi wa uvukizi uliosaidiwa na solvothermal (SA-EISA). utibabu wa solvothermal ulikuza hidrolisisi kamili ya vianzilishi vya alumini kuunda vikundi vya hidroksili vya alumini ya ukubwa mdogo, ambayo iliimarisha mwingiliano kati ya viambata na alumini. mesophase ya hexagonal ya pande mbili iliundwa katika mchakato wa EISA na kukokotwa kwa 400 ℃ ili kuunda nyenzo za OMA. Katika mchakato wa kitamaduni wa EISA, mchakato wa uvukizi huambatana na hidrolisisi ya mtangulizi wa organoaluminium, kwa hivyo hali ya uvukizi ina ushawishi muhimu kwenye mmenyuko na muundo wa mwisho wa OMA. Hatua ya matibabu ya solvothermal inakuza hidrolisisi kamili ya mtangulizi wa alumini na hutoa vikundi vya hidroksili vya alumini iliyounganishwa kwa kiasi.OMA huundwa chini ya hali mbalimbali za uvukizi. Ikilinganishwa na MA iliyotayarishwa kwa mbinu ya kitamaduni ya EISA, OMA iliyotayarishwa kwa njia ya SA-EISA ina ujazo wa juu wa vinyweleo, eneo bora zaidi la uso mahususi na uthabiti bora wa mafuta. Katika siku zijazo, mbinu ya EISA inaweza kutumika kutayarisha kipenyo kikubwa zaidi cha MA chenye kasi ya juu ya ubadilishaji na uteuzi bora bila kutumia kikali cha kurejesha tena.
Mchoro 1 wa chati ya mtiririko wa mbinu ya SA-EISA ya kusanisi nyenzo za OMA
1.2.2 michakato mingine
Maandalizi ya kawaida ya MA yanahitaji udhibiti sahihi wa vigezo vya awali ili kufikia muundo wazi wa mesoporous, na kuondolewa kwa nyenzo za template pia ni changamoto, ambayo inachanganya mchakato wa awali. Kwa sasa, fasihi nyingi zimeripoti usanisi wa MA na violezo tofauti. Katika miaka ya hivi majuzi, utafiti ulilenga zaidi uchanganuzi wa MA pamoja na glukosi, sukrosi na wanga kama violezo vya isopropoksidi ya alumini katika mmumunyo wa maji. Nyenzo nyingi hizi za MA zimeunganishwa kutoka kwa nitrati ya alumini, salfati na alkoxide kama vyanzo vya alumini. MA CTAB pia inaweza kupatikana kwa marekebisho ya moja kwa moja ya PB kama chanzo cha alumini. MA yenye sifa tofauti za muundo, yaani Al2O3)-1, Al2O3)-2 na al2o3Na ina uthabiti mzuri wa joto. Uongezaji wa kiangazio haubadilishi muundo asili wa fuwele wa PB, lakini hubadilisha hali ya mrundikano wa chembe. Kwa kuongeza, malezi ya Al2O3-3 huundwa na kushikamana kwa nanoparticles imetuliwa na PEG ya kutengenezea kikaboni au mkusanyiko karibu na PEG. Walakini, usambazaji wa saizi ya pore ya Al2O3-1 ni nyembamba sana. Kwa kuongeza, vichocheo vinavyotokana na paladiamu vilitayarishwa kwa MA ya sanisi kama carrier.Katika mmenyuko wa mwako wa methane, kichocheo kinachoungwa mkono na Al2O3-3 kilionyesha utendaji mzuri wa kichocheo.
Kwa mara ya kwanza, MA yenye ugawaji wa ukubwa wa vinyweleo finyu kiasi ilitayarishwa kwa kutumia aluminium ya bei nafuu na yenye utajiri wa alumini slag ABD. Mchakato wa uzalishaji ni pamoja na mchakato wa uchimbaji kwa joto la chini na shinikizo la kawaida. Chembe dhabiti zilizosalia katika mchakato wa uchimbaji hazitachafua mazingira, na zinaweza kurundikana na hatari ndogo au kutumika tena kama kichungi au mkusanyiko katika upakaji halisi. Sehemu mahususi ya uso wa MA iliyosanisishwa ni 123 ~ 162m2/g, Usambazaji wa ukubwa wa pore ni nyembamba, radius ya kilele ni 5.3nm, na porosity ni 0.37 cm3/g. Nyenzo ni ukubwa wa nano na saizi ya fuwele ni kama 11nm. Usanisi wa hali-imara ni mchakato mpya wa kusanisi MA, ambao unaweza kutumika kutoa kifyonzaji cha radiokemikali kwa matumizi ya kimatibabu. Kloridi ya alumini, kabonati ya amonia na malighafi ya glukosi huchanganywa katika uwiano wa molari wa 1: 1.5: 1.5, na MA inasanisishwa na mmenyuko mpya wa kimekanokemikali wa hali dhabiti. Kwa kuzingatia131I katika vifaa vya betri ya joto, jumla ya mavuno ya131I baada ya mkusanyiko ni 90. %, na suluhu iliyopatikana131I[NaI] ina mkusanyiko wa juu wa mionzi (1.7TBq/mL), hivyo kutambua matumizi ya dozi kubwa131I[NaI] kapsuli kwa matibabu ya saratani ya tezi dume.
Kwa muhtasari, katika siku zijazo, violezo vidogo vya molekuli vinaweza pia kuendelezwa ili kujenga miundo ya vinyweleo vilivyopangwa kwa viwango vingi, kurekebisha kwa ufanisi muundo, mofolojia na sifa za kemikali za uso wa nyenzo, na kutoa eneo kubwa la uso na kuagiza wormhole MA. Chunguza violezo vya bei nafuu na vyanzo vya alumini, boresha mchakato wa usanisi, fafanua utaratibu wa usanisi na uongoze mchakato.
Njia ya marekebisho ya 2 MA
Mbinu za kusambaza kwa usawa vipengele amilifu kwenye carrier wa MA ni pamoja na upachikaji mimba, usanisi wa in-situ, mvua, ubadilishanaji wa ioni, uchanganyaji wa kimitambo na kuyeyuka, kati ya hizo mbili za kwanza ndizo zinazotumiwa zaidi.
2.1 mbinu ya usanisi ya in-situ
Vikundi vinavyotumiwa katika urekebishaji wa kazi huongezwa katika mchakato wa kuandaa MA ili kurekebisha na kuimarisha muundo wa mifupa ya nyenzo na kuboresha utendaji wa kichocheo. Mchakato umeonyeshwa kwenye Mchoro 2. Liu et al. kuunganishwa Ni/Mo-Al2O3in situ na P123 kama kiolezo. Ni na Mo zote zilitawanywa katika chaneli za MA, bila kuharibu muundo wa mesoporous wa MA, na utendaji wa kichocheo uliboreshwa kwa wazi. Kupitisha mbinu ya ukuaji wa in-situ kwenye gamma-al2o3substrate iliyosanisishwa, Ikilinganishwa na γ-Al2O3, MnO2-Al2O3 ina eneo kubwa zaidi la uso mahususi la BET na ujazo wa vinyweleo, na ina muundo wa mesopora wa mibili na usambazaji wa ukubwa wa pore. MnO2-Al2O3 ina kasi ya utangazaji na ufanisi wa juu kwa F-, na ina anuwai ya utumizi wa pH (pH=4~10), ambayo inafaa kwa hali halisi ya matumizi ya viwandani. Utendaji wa kuchakata tena wa MnO2-Al2O3 ni bora kuliko ule wa γ-Al2O.Uthabiti wa Muundo unahitaji kuboreshwa zaidi. Kwa muhtasari, nyenzo zilizorekebishwa za MA zilizopatikana kwa usanisi wa in-situ zina mpangilio mzuri wa kimuundo, mwingiliano mkali kati ya vikundi na wabebaji wa alumina, mchanganyiko mkali, mzigo mkubwa wa nyenzo, na si rahisi kusababisha kumwagika kwa vipengee hai katika mchakato wa kichocheo cha mmenyuko. , na utendaji wa kichocheo umeboreshwa kwa kiasi kikubwa.
Mtini. 2 Maandalizi ya MA yenye utendaji kwa usanisi wa in-situ
2.2 mbinu ya kupachika mimba
Kuzamisha MA iliyoandaliwa katika kikundi kilichorekebishwa, na kupata nyenzo ya MA iliyorekebishwa baada ya matibabu, ili kutambua athari za kichocheo, utangazaji na kadhalika. Cai na wengine. ilitayarisha MA kutoka kwa P123 kwa njia ya sol-gel, na kulowekwa katika suluhu ya ethanoli na tetraethilini pentamine ili kupata nyenzo za MA zilizobadilishwa amino na utendaji wa nguvu wa adsorption. Kwa kuongeza, Belkacemi et al. limelowekwa katika ZnCl2solution kwa mchakato huo kupata kuagizwa zinki doped vifaa vya MA iliyopita. Eneo maalum la uso na pore kiasi ni 394m2/g na 0.55 cm3/g, kwa mtiririko huo. Ikilinganishwa na mbinu ya usanisi ya in-situ, mbinu ya utungishaji mimba ina utawanyiko bora wa kipengele, muundo thabiti wa mesoporous na utendakazi mzuri wa utangazaji, lakini nguvu ya mwingiliano kati ya viambajengo amilifu na mbeba alumina ni dhaifu, na shughuli ya kichocheo inaingiliwa kwa urahisi na mambo ya nje.
3 maendeleo ya kazi
Mchanganyiko wa MA nadra ya ardhi yenye mali maalum ni mwenendo wa maendeleo katika siku zijazo. Kwa sasa, kuna njia nyingi za awali. Vigezo vya mchakato huathiri utendaji wa MA. Sehemu mahususi ya uso, kiasi cha pore na kipenyo cha pore cha MA kinaweza kurekebishwa na aina ya kiolezo na muundo wa mtangulizi wa alumini. Joto la kukokotoa na ukolezi wa kiolezo cha polima huathiri eneo mahususi la uso na ujazo wa vinyweleo vya MA. Suzuki na Yamauchi ziligundua kuwa halijoto ya kuhesabu iliongezwa kutoka 500℃ hadi 900℃. Kipenyo kinaweza kuongezeka na eneo la uso linaweza kupunguzwa. Kwa kuongeza, matibabu ya urekebishaji wa nadra ya dunia huboresha shughuli, uthabiti wa joto la uso, uthabiti wa muundo na asidi ya uso wa nyenzo za MA katika mchakato wa kichocheo, na hukutana na maendeleo ya uamilifu wa MA.
3.1 Defluorination Adsorbent
Fluorini katika maji ya kunywa nchini China ni hatari sana. Aidha, ongezeko la maudhui ya florini katika suluhisho la sulfate ya zinki ya viwandani litasababisha kutu ya sahani ya electrode, kuzorota kwa mazingira ya kazi, kupungua kwa ubora wa zinki ya umeme na kupungua kwa kiasi cha maji yaliyotumiwa katika mfumo wa kutengeneza asidi. na mchakato wa electrolysis ya tanuru ya kitanda iliyotiwa maji na kuchoma gesi ya flue. Kwa sasa, njia ya adsorption ndiyo inayovutia zaidi kati ya mbinu za kawaida za defluorination ya mvua. Mkaa ulioamilishwa, alumina ya amofasi, alumina iliyoamilishwa na viambajengo vingine vimetumika kwa upunguzaji wa maji, lakini gharama ya adsorbents ni ya juu, na uwezo wa utangazaji wa F-in neutral ufumbuzi au ukolezi wa juu ni mdogo. alisoma adsorbent kwa ajili ya kuondolewa kwa floridi kwa sababu ya mshikamano wake wa juu na kuchagua floridi katika thamani ya pH neutral, lakini ni mdogo na maskini. uwezo wa kufyonza wa floridi, na kwa pH<6 pekee ndipo inaweza kuwa na utendakazi mzuri wa floridi adsorption.MA imevutia umakini mkubwa katika udhibiti wa uchafuzi wa mazingira kwa sababu ya eneo lake kubwa mahususi la uso, athari ya kipekee ya ukubwa wa pore, utendaji wa msingi wa asidi, uthabiti wa joto na mitambo. . Kundu et al. iliyotayarishwa MA yenye uwezo wa juu wa utangazaji wa florini wa 62.5 mg/g. Uwezo wa florini adsorption wa MA huathiriwa sana na sifa zake za kimuundo, kama vile eneo maalum la uso, makundi ya kazi ya uso, ukubwa wa pore na ukubwa wa jumla wa pore. Marekebisho ya muundo na utendaji wa MA ni njia muhimu ya kuboresha utendaji wake wa adsorption.
Kwa sababu ya asidi ngumu ya La na msingi mgumu wa florini, kuna uhusiano mkubwa kati ya La na ioni za florini. Katika miaka ya hivi karibuni, tafiti zingine zimegundua kuwa La kama kirekebishaji inaweza kuboresha uwezo wa utangazaji wa fluoride. Hata hivyo, kutokana na utulivu mdogo wa miundo ya adsorbents adimu duniani, dunia adimu zaidi ni leached katika ufumbuzi, na kusababisha uchafuzi wa pili wa maji na madhara kwa afya ya binadamu. Kwa upande mwingine, mkusanyiko mkubwa wa alumini katika mazingira ya maji ni moja ya sumu kwa afya ya binadamu. Kwa hiyo, ni muhimu kuandaa aina ya adsorbent ya composite na utulivu mzuri na hakuna leaching au chini ya leaching ya vipengele vingine katika mchakato wa kuondolewa kwa fluorine. MA iliyorekebishwa na La na Ce ilitayarishwa kwa njia ya kupachika mimba (La/MA na Ce/MA). oksidi za ardhini adimu zilipakiwa kwa mafanikio kwenye uso wa MA kwa mara ya kwanza, ambao ulikuwa na utendaji wa juu zaidi wa defluorination. Taratibu kuu za kuondolewa kwa florini ni adsorption ya kielektroniki na adsorption ya kemikali, mvuto wa elektroni wa chaji chanya ya uso na mmenyuko wa ubadilishaji wa ligand huchanganyika na uso wa hidroksili, Kikundi kinachofanya kazi cha hidroksili kwenye uso wa adsorbent hutoa dhamana ya hidrojeni na F-, urekebishaji wa La na Ce huboresha uwezo wa utangazaji. ya florini, La/MA ina tovuti nyingi za utangazaji haidroksili, na uwezo wa utangazaji wa F uko katika mpangilio wa La/MA>Ce/MA>MA. Kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa awali, uwezo wa utangazaji wa florini huongezeka. Athari ya utangazaji ni bora zaidi wakati pH ni 5 ~ 9, na mchakato wa utangazaji wa makubaliano ya florini na muundo wa Langmuir isothermal adsorption. Kwa kuongeza, uchafu wa ioni za sulfate katika alumina pia unaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa ubora wa sampuli. Ingawa utafiti unaohusiana na alumina iliyorekebishwa ya ardhi adimu umefanywa, utafiti mwingi unazingatia mchakato wa adsorbent, ambayo ni ngumu kutumika kiviwanda.Katika siku zijazo, tunaweza kusoma utaratibu wa kutenganisha changamano la florini katika suluhisho la sulfate ya zinki. na sifa za uhamaji wa ioni za florini, pata adsorbent ya ioni ya florini yenye ufanisi, ya gharama nafuu na inayoweza kurejeshwa kwa defluorination ya ufumbuzi wa sulfate ya zinki. katika mfumo wa zinki wa hydrometallurgy, na kuanzisha modeli ya udhibiti wa mchakato wa kutibu mmumunyo wa juu wa florini kulingana na adsorbent adimu ya MA nano ya ardhi.
3.2 Kichocheo
3.2.1 Urekebishaji kavu wa methane
Ardhi adimu inaweza kurekebisha asidi (msingi) wa nyenzo za vinyweleo, kuongeza nafasi ya oksijeni, na kuunganisha vichocheo kwa mtawanyiko unaofanana, kipimo cha nanomita na uthabiti. Mara nyingi hutumiwa kusaidia metali adhimu na metali za mpito ili kuchochea upatanisho wa CO2. Kwa sasa, nyenzo adimu za mesoporous zilizorekebishwa zinaendelea kuelekea urekebishaji kikavu wa methane (MDR), uharibifu wa picha wa VOC na utakaso wa gesi ya mkia. Ikilinganishwa na metali adhimu (kama vile Pd, Ru, Rh, n.k.) na metali nyingine za mpito (kama vile Co, Fe, n.k.), Ni/Al2O3catalyst inatumika sana kwa shughuli yake ya juu ya kichocheo na uteuzi, utulivu wa juu na gharama ya chini kwa methane. Hata hivyo, uwekaji wa sintering na kaboni ya Ni nanoparticles kwenye uso wa Ni/Al2O3 husababisha kulemaza kwa haraka kwa kichocheo. Kwa hiyo, ni muhimu kuongeza kasi, kurekebisha carrier wa kichocheo na kuboresha njia ya maandalizi ili kuboresha shughuli za kichocheo, utulivu na upinzani wa moto. Kwa ujumla, oksidi za ardhini adimu zinaweza kutumika kama vikuzaji vya miundo na kielektroniki katika vichocheo tofauti tofauti, na CeO2 inaboresha mtawanyiko wa Ni na kubadilisha sifa za Ni metali kupitia mwingiliano mkali wa usaidizi wa metali.
MA hutumiwa sana kuimarisha mtawanyiko wa metali, na kutoa kizuizi kwa metali hai ili kuzuia mkusanyiko wao. La2O3 yenye uwezo wa juu wa kuhifadhi oksijeni huongeza upinzani wa kaboni katika mchakato wa ubadilishaji, na La2O3 inakuza mtawanyiko wa Co kwenye alumina ya mesoporous, ambayo ina shughuli ya juu ya urekebishaji na uthabiti. La2O3promoter huongeza shughuli ya MDR ya kichocheo cha Co/MA, na Co3O4na CoAl2O4phases huundwa kwenye uso wa kichocheo.Hata hivyo, La2O3 iliyotawanywa sana ina chembe ndogo za 8nm~10nm. Katika mchakato wa MDR, mwingiliano wa in-situ kati ya La2O3 na CO2formed La2O2CO3mesophase, ambao ulisababisha uondoaji bora wa CxHy kwenye uso wa kichocheo. La2O3 inakuza upunguzaji wa hidrojeni kwa kutoa msongamano mkubwa wa elektroni na kuimarisha nafasi ya oksijeni katika 10%Co/MA. Kuongezwa kwa La2O3 kunapunguza nishati inayoonekana ya kuwezesha matumizi ya CH4. Kwa hiyo, kiwango cha ubadilishaji wa CH4 kiliongezeka hadi 93.7% kwa 1073K K. Kuongezwa kwa La2O3 kuliboresha shughuli za kichocheo, kuhimiza kupunguzwa kwa H2, kuongeza idadi ya tovuti hai za Co0, kuzalisha kaboni iliyohifadhiwa kidogo na kuongeza nafasi ya oksijeni hadi 73.3%.
Ce na Pr zilitumika kwenye Ni/Al2O3catalyst kwa mbinu ya ujazo ya ujazo sawa katika Li Xiaofeng. Baada ya kuongeza Ce na Pr, uteuzi kwa H2 uliongezeka na uteuzi kwa CO ulipungua. MDR iliyorekebishwa na Pr ilikuwa na uwezo bora wa kichocheo, na uteuzi hadi H2 uliongezeka kutoka 64.5% hadi 75.6%, wakati uteuzi wa CO ulipungua kutoka 31.4% Peng Shujing et al. njia ya sol-gel iliyotumika, Ce-modified MA ilitayarishwa na isopropoksidi ya alumini, kutengenezea isopropanoli na cerium nitrate hexahydrate. Sehemu maalum ya uso wa bidhaa iliongezeka kidogo. Kuongezwa kwa Ce kulipunguza muunganisho wa nanoparticles-kama fimbo kwenye uso wa MA. Baadhi ya vikundi vya haidroksili kwenye uso wa γ- Al2O3 kimsingi vilifunikwa na misombo ya Ce. Uthabiti wa joto wa MA uliboreshwa, na hakuna mabadiliko ya awamu ya fuwele yaliyotokea baada ya ukokotoaji kwa 1000℃ kwa saa 10. Wang Baowei et al. imetayarishwa nyenzo ya MA CeO2-Al2O4by njia ya kuiga. CeO2na nafaka ndogo za ujazo zilitawanywa kwa usawa katika alumina. Baada ya kuunga mkono Co na Mo kwenye CeO2-Al2O4, mwingiliano kati ya alumina na sehemu inayotumika Co na Mo ulizuiwa vilivyo na CEO2.
Wakuzaji adimu wa ardhi (La, Ce, y na Sm) wameunganishwa na kichocheo cha Co/MA cha MDR, na mchakato umeonyeshwa kwenye tini. 3. wakuzaji wa adimu wa dunia wanaweza kuboresha mtawanyiko wa Co kwenye carrier wa MA na kuzuia mchanganyiko wa chembe za ushirikiano. kadiri ukubwa wa chembechembe unavyopungua, ndivyo mwingiliano wa Co-MA unavyokuwa na nguvu zaidi, ndivyo uwezo wa kichocheo na uimbaji unavyoimarika katika kichocheo cha YCo/MA, na athari chanya za wakuzaji kadhaa kwenye shughuli za MDR na uwekaji kaboni. Mtini. 4 ni HRTEM iMage baada ya matibabu ya MDR katika 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 kwa saa 8. Chembe za Co zipo kwa namna ya matangazo nyeusi, wakati flygbolag za MA zipo kwa namna ya kijivu, ambayo inategemea tofauti ya wiani wa elektroni. katika picha ya HRTEM yenye 10%Co/MA (mtini. 4b), mkusanyo wa chembe za chuma cha Co huzingatiwa kwenye wabebaji maOngezo ya kikuza adimu hupunguza chembe za Co hadi 11.0nm~12.5nm. YCo/MA ina mwingiliano thabiti wa Co-MA, na utendakazi wake wa uimbaji ni bora kuliko vichocheo vingine. kwa kuongeza, kama inavyoonyeshwa kwenye tini. 4b hadi 4f, nanowires za mashimo za kaboni (CNF) hutolewa kwenye vichocheo, ambavyo huwasiliana na mtiririko wa gesi na kuzuia kichocheo kuzimwa.
Mtini. 3 Madhara ya kuongeza ardhi adimu kwenye sifa za kimwili na kemikali na utendaji wa kichocheo wa MDR wa kichocheo cha Co/MA
3.2.2 Kichocheo cha uondoaji oksijeni
Fe2O3/Meso-CeAl, kichocheo cha uondoaji waoksidishaji chenye msingi wa Ce-doped Fe, kilitayarishwa kwa uondoaji hidrojeni wa kioksidishaji wa 1- butene na CO2as kioksidishaji laini, na ilitumika katika usanisi wa 1,3- butadiene (BD). Ce ilitawanywa sana katika matrix ya alumina, na Fe2O3/meso ilitawanywa sana Fe2O3/Meso-CeAl-100 sio tu ina aina za chuma zilizotawanywa sana na sifa nzuri za kimuundo, lakini pia ina uwezo mzuri wa kuhifadhi oksijeni, kwa hivyo ina uwezo mzuri wa kufyonza na kuwezesha. ya CO2. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 5, picha za TEM zinaonyesha kuwa Fe2O3/Meso-CeAl-100 ni ya kawaidaInaonyesha kuwa muundo wa chaneli kama minyoo ya MesoCeAl-100 ni huru na yenye vinyweleo, ambayo ni ya manufaa kwa mtawanyiko wa viambato amilifu, huku Ce ikitawanywa sana. imeingizwa kwa mafanikio kwenye matrix ya alumina. Nyenzo bora ya mipako ya kichocheo cha chuma inayokidhi kiwango cha chini kabisa cha uchafuzi wa magari imeunda muundo wa pore, uthabiti mzuri wa hidrothermal na uwezo mkubwa wa kuhifadhi oksijeni.
3.2.3 Kichocheo cha Magari
Pd-Rh ilisaidia madini ya ardhi adimu yenye msingi wa quaternary alumini ya AlCeZrTiOx na AlLaZrTiOx ili kupata nyenzo za mipako ya kichocheo cha magari. Pd-Rh/ALC yenye alumini ya mesoporous-based based rare earth complex inaweza kutumika kwa mafanikio kama kichocheo cha utakaso wa moshi wa gari la CNG na uimara mzuri, na ufanisi wa ubadilishaji wa CH4, sehemu kuu ya gesi ya kutolea nje ya gari ya CNG, ni ya juu kama 97.8%. Tumia mbinu ya hydrotherMAl ya hatua moja ili kuandaa nyenzo hiyo adimu ya mchanganyiko wa ardhi ili kujikusanya, Vitangulizi vya mesoporous vilivyoagizwa na hali ya metastable na mkusanyiko wa juu viliundwa, na usanisi wa RE-Al kulingana na mfano wa "kitengo cha ukuaji wa kiwanja" , hivyo kutambua utakaso wa kibadilishaji kichocheo cha njia tatu za kutolea nje za gari zilizowekwa.
Picha 4 za HRTEM za ma (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) na SmCo/MA(f)
Kielelezo 5 cha picha ya TEM (A) na mchoro wa kipengele cha EDS (b,c) cha Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 utendaji mzuri
Elektroni za vipengele adimu vya dunia husisimka kwa urahisi katika mpito kati ya viwango tofauti vya nishati na kutoa mwanga. Ioni za ardhini adimu hutumiwa mara nyingi kama viamsha kuandaa nyenzo za kuangaza. Ayoni adimu za dunia zinaweza kupakiwa kwenye uso wa miduara mashimo ya fosfati ya alumini kwa mbinu ya upenyezaji hewa na njia ya kubadilishana ioni, na nyenzo za luminescent AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) zinaweza kutayarishwa. Wavelength luminescent iko katika eneo la karibu la ultraviolet.MA inafanywa kuwa filamu nyembamba kutokana na hali yake, chini ya dielectric mara kwa mara na conductivity ya chini, ambayo inafanya kutumika kwa vifaa vya umeme na macho, filamu nyembamba, vikwazo, sensorer, nk. Inaweza pia kutumika kwa ajili ya kuhisi majibu fuwele za picha za mwelekeo mmoja, uzalishaji wa nishati na mipako ya kuzuia kuakisi. Vifaa hivi ni filamu zilizopangwa kwa urefu wa njia ya macho, kwa hiyo ni muhimu kudhibiti index na unene wa refractive. Kwa sasa, dioksidi ya titanium na oksidi ya zirconium yenye index ya juu ya refractive na dioksidi ya silicon yenye index ya chini ya refractive mara nyingi hutumiwa kubuni na kujenga vifaa vile. . Upatikanaji wa vifaa vyenye mali tofauti za kemikali za uso hupanuliwa, ambayo inafanya uwezekano wa kuunda sensorer za juu za photon. Kuanzishwa kwa filamu za MA na oxyhydroxide katika muundo wa vifaa vya macho huonyesha uwezo mkubwa kwa sababu fahirisi ya refractive ni sawa na ile ya dioksidi ya silicon.Lakini sifa za kemikali ni tofauti.
3.4 utulivu wa joto
Pamoja na ongezeko la joto, sintering huathiri vibaya athari ya matumizi ya kichocheo cha MA, na eneo maalum la uso hupungua na awamu ya fuwele ya γ-Al2O3in hubadilika kuwa δ na θ hadi χ awamu. Nyenzo za udongo adimu zina uthabiti mzuri wa kemikali na uthabiti wa joto, uwezo wa hali ya juu, na malighafi zinazopatikana kwa urahisi na kwa bei nafuu. Ongezeko la vipengele adimu vya dunia vinaweza kuboresha uthabiti wa mafuta, upinzani wa oxidation wa joto la juu na mali ya mitambo ya mtoa huduma, na kurekebisha asidi ya uso wa carrier.La na Ce ni vipengele vinavyotumiwa zaidi na vilivyosomwa vya urekebishaji. Lu Weiguang na wengine waligundua kuwa kuongezwa kwa vitu adimu vya ardhi kulizuia kwa ufanisi kuenea kwa chembe za alumina kwa wingi, La na Ce walilinda vikundi vya haidroksili kwenye uso wa alumina, kuzuia uwekaji na mabadiliko ya awamu, na kupunguza uharibifu wa joto la juu kwa muundo wa mesoporous. . Alumina iliyoandaliwa bado ina eneo la juu la uso maalum na kiasi cha pore.Hata hivyo, kipengele cha dunia cha nadra sana au kidogo sana kitapunguza utulivu wa joto wa alumina. Li Yanqiu et al. iliongeza 5% La2O3to γ-Al2O3, ambayo iliboresha utulivu wa joto na kuongeza kiasi cha pore na eneo maalum la uso wa carrier wa alumina. Kama inavyoonekana kutoka kwenye Mchoro wa 6, La2O3 imeongezwa hadi γ-Al2O3,Boresha uthabiti wa joto wa mtoa huduma adimu wa mchanganyiko wa dunia.
Katika mchakato wa kutumia chembechembe za nano-fibrous na La hadi MA, eneo la uso wa BET na ujazo wa pore wa MA-La huwa juu zaidi kuliko zile za MA wakati joto la matibabu ya joto linapoongezeka, na doping yenye La ina athari ya kuchelewesha kwa uchezaji wa juu. joto. kama inavyoonyeshwa kwenye mtini. 7, pamoja na ongezeko la joto, La huzuia mmenyuko wa ukuaji wa nafaka na mabadiliko ya awamu, wakati tini. 7a na 7c zinaonyesha mkusanyiko wa chembe za nano-fibrous. katika mtini. 7b, kipenyo cha chembe kubwa zinazozalishwa kwa ukalisishaji katika 1200℃ ni takriban nm 100. Inaashiria uchezaji muhimu wa MA. Kwa kuongeza, ikilinganishwa na MA-1200, MA-La-1200 haina jumla baada ya matibabu ya joto. Pamoja na kuongeza ya La, chembe za nano-fiber zina uwezo bora wa kupiga. hata katika halijoto ya juu ya kukokotoa, doped La bado hutawanywa sana kwenye uso wa MA. LA iliyorekebishwa inaweza kutumika kama kibeba kichocheo cha Pd katika mmenyuko wa C3H8oxidation.
Mtini. 6 Muundo wa muundo wa alumini ya sintering na bila vipengele adimu vya dunia
Mtini. 7 picha za TEM za MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) na MA-La-1200(d)
4 Hitimisho
Maendeleo ya utayarishaji na utumiaji wa kazi wa nyenzo za MA zilizorekebishwa za ardhi huletwa. Rare earth modified MA inatumika sana. Ingawa utafiti mwingi umefanywa katika matumizi ya kichocheo, utulivu wa joto na utangazaji, vifaa vingi vina gharama kubwa, kiwango cha chini cha doping, utaratibu mbaya na ni vigumu kuwa viwanda. Kazi ifuatayo inahitaji kufanywa katika siku zijazo: boresha muundo na muundo wa MA iliyorekebishwa duniani, chagua mchakato unaofaa,Kutana na maendeleo ya utendaji; Kuanzisha muundo wa udhibiti wa mchakato kulingana na mchakato wa kazi ili kupunguza gharama na kutambua uzalishaji wa viwandani; Ili kuongeza manufaa ya rasilimali ya ardhi adimu ya Uchina, tunapaswa kuchunguza utaratibu wa urekebishaji wa MA ya ardhi adimu, kuboresha nadharia na mchakato wa kuandaa MA iliyorekebishwa ya ardhi adimu.
Mradi wa Mfuko: Mradi wa Uvumbuzi wa Sayansi na Teknolojia wa Shaanxi (2011KTDZ01-04-01); Mradi Maalum wa Utafiti wa Kisayansi wa Mkoa wa Shaanxi 2019 (19JK0490); Mradi maalum wa utafiti wa kisayansi wa 2020 wa Chuo cha Huaqing, Chuo Kikuu cha Usanifu na Teknolojia cha Xi 'an (20KY02)
Chanzo: Rare Earth
Muda wa kutuma: Jul-04-2022