Am measg ocsaidean neo-shìliceach, tha deagh fheartan meacanaigeach aig alumina, strì an aghaidh teòthachd àrd agus strì an aghaidh creimeadh, agus tha meud pore atharrachail, farsaingeachd uachdar sònraichte mòr, meud pore mòr agus cosgais cinneasachaidh ìosal aig alumina mesoporous (MA), a tha air a chleachdadh gu farsaing ann an cataladh, leigeil ma sgaoil dhrogaichean fo smachd, adsorption agus raointean eile, leithid sgoltadh, hydrocracking agus hydrodesulfurization stuthan amh petroleum. Bithear alumina microporous air a chleachdadh gu cumanta ann an gnìomhachas, ach bheir e buaidh dhìreach air gnìomhachd alumina, beatha seirbheis agus roghnachd catalyst. Mar eisimpleir, ann am pròiseas glanadh sgaoilte chàraichean, cruthaichidh na truailleadh a tha air an tasgadh bho stuthan cur-ris ola einnsein còc, a bheir gu bacadh air pores catalyst, agus mar sin a’ lughdachadh gnìomhachd a’ chatalyst. Faodar surfactant a chleachdadh gus structar giùlan alumina atharrachadh gus MA a chruthachadh. Leasaich a choileanadh catalyst.
Tha buaidh chuingealachaidh aig MA, agus tha na meatailtean gnìomhach air an dì-ghnìomhachadh às dèidh calcadh aig teòthachd àrd. A bharrachd air an sin, às dèidh calcadh aig teòthachd àrd, bidh an structar mesoporous a’ tuiteam às a chèile, tha cnàimhneach an MA ann an staid neo-chruthach, agus chan urrainn don searbhachd uachdar coinneachadh ris na riatanasan aige ann an raon an ghnìomhachaidh. Gu tric bidh feum air làimhseachadh atharrachaidh gus gnìomhachd catalaíseach, seasmhachd structar mesoporous, seasmhachd teirmeach uachdar agus searbhachd uachdar stuthan MA a leasachadh. Am measg nam buidhnean atharrachaidh cumanta tha heteroatoms meatailt (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, msaa.) agus ocsaidean meatailt (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, msaa.) Air an luchdachadh air uachdar MA no air an dopadh a-steach don chnàimhneach.
Tha rèiteachadh sònraichte nan eileamaidean talmhainn tearc a’ ciallachadh gu bheil feartan optaigeach, dealain agus magnetach sònraichte aig na todhar aige, agus tha iad air an cleachdadh ann an stuthan catalaíseach, stuthan foto-electric, stuthan adsorption agus stuthan magnetach. Faodaidh stuthan mesoporous atharraichte le talmhainn tearc feartan searbhagach (alcaileach) atharrachadh, falamh ocsaidean a mheudachadh, agus catalyst nanocrystalline meatailt a cho-chur le sgaoileadh èideadh agus sgèile nanometer seasmhach. Faodaidh stuthan porous iomchaidh agus talmhainn tearc sgaoileadh uachdar nanocrystals meatailt agus seasmhachd agus strì an aghaidh tasgadh gualain catalysts a leasachadh. San phàipear seo, thèid atharrachadh agus gnìomhachadh talmhainn tearc MA a thoirt a-steach gus coileanadh catalaíseach, seasmhachd teirmeach, comas stòraidh ocsaidean, farsaingeachd uachdar sònraichte agus structar pore a leasachadh.
1 ullachadh MA
1.1 ullachadh giùlan alumina
Tha an dòigh ullachaidh airson giùlan alumina a’ dearbhadh sgaoileadh structar nam pores aige, agus tha na dòighean ullachaidh cumanta aige a’ toirt a-steach dòigh dì-uisgeachaidh pseudo-boehmite (PB) agus dòigh sol-gel. Chaidh pseudoboehmite (PB) a mholadh an toiseach le Calvet, agus bhrosnaich H+ peptization gus PB colloidal γ-AlOOH fhaighinn anns an robh uisge eadar-fhilleadh, a chaidh a losgadh agus a dhì-uisgeachadh aig teòthachd àrd gus alumina a chruthachadh. A rèir diofar stuthan amh, tha e gu tric air a roinn ann an dòigh sileadh, dòigh charbonachaidh agus dòigh hydrolysis alcoholaluminum. Tha criostalachd a’ toirt buaidh air solubility colloidal PB, agus tha e air a bharrachadh le àrdachadh criostalachd, agus tha buaidh aig paramadairean a’ phròiseis obrachaidh cuideachd.
Mar as trice, bidh PB air ullachadh leis an dòigh sileadh. Bithear a’ cur alcali ri fuasgladh aluminate no searbhag ri fuasgladh aluminate agus ga shìoladh gus alumina hydrated fhaighinn (sileadh alcali), no bithear a’ cur searbhag ri sileadh aluminate gus alumina monohydrate fhaighinn, a thèid an uairsin a nighe, a thiormachadh agus a losgadh gus PB fhaighinn. Tha an dòigh sileadh furasta obrachadh agus saor ann an cosgais, a thathas gu tric a’ cleachdadh ann an cinneasachadh gnìomhachais, ach tha mòran nithean a’ toirt buaidh air (pH an fhuasglaidh, dùmhlachd, teòthachd, msaa.). Agus tha na cumhaichean sin airson mìrean le sgapadh nas fheàrr fhaighinn teann. Anns an dòigh charbonachaidh, gheibhear Al(OH)3 le bhith a’ freagairt CO2 agus NaAlO2, agus gheibhear PB às deidh aois. Tha buannachdan aig an dòigh seo leithid obrachadh sìmplidh, càileachd toraidh àrd, gun truailleadh agus cosgais ìseal, agus faodaidh e alumina ullachadh le gnìomhachd catalaíseach àrd, strì an aghaidh creimeadh sàr-mhath agus farsaingeachd uachdar sònraichte àrd le tasgadh ìosal agus toradh àrd. Bithear gu tric a’ cleachdadh an dòigh hydrolysis alkoxide alùmanum gus PB àrd-ghlanachd ullachadh. Tha alcocsaid alùmanaim air a hiodrolysadh gus monohydrate alùmanaim ocsaid a chruthachadh, agus an uairsin air a làimhseachadh gus PB àrd-ghlan fhaighinn, aig a bheil criostalachd mhath, meud gràinean èideadh, sgaoileadh meud pore dùmhail agus ionracas àrd de ghràineanan cruinn. Ach, tha am pròiseas iom-fhillte, agus tha e duilich fhaighinn air ais air sgàth cleachdadh cuid de fhuasglaidhean organach puinnseanta.
A bharrachd air an sin, thathas a’ cleachdadh salainn neo-organach no todhar organach de mheatailtean gu cumanta airson ro-ruithearan alumina ullachadh leis an dòigh sol-gel, agus thathar a’ cur uisge fìor-ghlan no fuasglaidhean organach ris gus fuasglaidhean ullachadh gus sol a chruthachadh, a thèid an uairsin a ghleidheadh, a thiormachadh agus a ròstadh. An-dràsta, tha am pròiseas ullachaidh alumina fhathast air a leasachadh stèidhichte air dòigh dì-uisgeachaidh PB, agus tha an dòigh carbonachaidh air a thighinn gu bhith mar am prìomh dhòigh airson cinneasachadh alumina gnìomhachais air sgàth a eaconamaidh agus dìon na h-àrainneachd. Tha alumina air ullachadh leis an dòigh sol-gel air mòran aire a tharraing air sgàth an sgaoileadh meud pore nas cunbhalaiche aige, agus is e sin dòigh a dh’ fhaodadh a bhith ann, ach feumar a leasachadh gus a chleachdadh gu gnìomhachais.
1.2 Ullachadh MA
Chan urrainn dha alumina àbhaisteach coinneachadh ris na riatanasan gnìomh, agus mar sin tha e riatanach MA àrd-choileanaidh ullachadh. Mar as trice bidh na dòighean co-chur a’ toirt a-steach: dòigh nano-tilgeadh le molltair gualain mar theamplaid chruaidh; Co-chur SDA: Pròiseas fèin-chruinneachaidh air adhbhrachadh le falmhachadh (EISA) an làthair theamplaidean bog leithid SDA agus surfactants cationach, anionach no neo-ionach eile.
1.2.1 Pròiseas EISA
Tha an teamplaid bhog air a chleachdadh ann an suidheachadh searbhagach, a sheachnas pròiseas iom-fhillte is ùineil dòigh membran cruaidh agus as urrainn modúladh leantainneach an fhosglaidh a thoirt gu buil. Tha ullachadh MA le EISA air mòran aire a tharraing air sgàth cho furasta ‘s a tha e faighinn thuige agus ath-riochdachadh. Faodar diofar structaran mesopòrach ullachadh. Faodar meud nam pores ann am MA atharrachadh le bhith ag atharrachadh fad slabhraidh hydrophobic an surfactant no le bhith ag atharrachadh a’ cho-mheas molar de chatalaiche hydrolysis ri ro-ruithear alùmanaim ann am fuasgladh. Mar sin, chaidh EISA, ris an canar cuideachd dòigh sol-gel co-chur is atharrachaidh aon-cheum de MA farsaingeachd uachdar àrd agus alumina mesoporous òrdaichte (OMA), a chur an sàs ann an diofar theamplaidean bog, leithid P123, F127, triethanolamine (tì), msaa. Faodaidh EISA am pròiseas co-chruinneachaidh de ro-ruithearan organoaluminum, leithid alcoxides alùmanaim agus teamplaidean surfactant, mar as trice isopropoxide alùmanaim agus P123, a chuir an àite airson stuthan mesoporous a thoirt seachad. Feumaidh leasachadh soirbheachail pròiseas EISA atharrachadh mionaideach air cineatics hydrolysis agus dùmhlachaidh gus sol seasmhach fhaighinn agus leigeil le leasachadh mesophase a chaidh a chruthachadh le micelles surfactant ann an sol.
Anns a’ phròiseas EISA, faodaidh cleachdadh fhuasglaidhean neo-uisgeach (leithid ethanol) agus riochdairean iom-fhillte organach an ìre hydrolysis agus dùmhlachaidh de ro-ruithearan organoalùmanum a lughdachadh gu h-èifeachdach agus fèin-chruinneachadh stuthan OMA, leithid Al(OR)3 agus alùmanum isopropoxide, a bhrosnachadh. Ach, ann am fuasglaidhean luaineach neo-uisgeach, mar as trice bidh teamplaidean surfactant a’ call an hydrophilicity/hydrophobicity. A bharrachd air an sin, air sgàth dàil hydrolysis agus polycondensation, tha buidheann hydrophobic aig an toradh eadar-mheadhanach, a tha ga dhèanamh duilich eadar-obrachadh leis an teamplaid surfactant. Is ann dìreach nuair a thèid dùmhlachd surfactant agus ìre hydrolysis agus polycondensation alùmanum a mheudachadh mean air mhean ann am pròiseas falmhachadh fuasglaiche as urrainn fèin-chruinneachadh teamplaid agus alùmanum tachairt. Mar sin, bidh mòran pharaimeatairean a bheir buaidh air suidheachaidhean falmhachaidh fhuasglaidhean agus ath-bhualadh hydrolysis agus dùmhlachaidh ro-ruithearan, leithid teòthachd, taiseachd coimeasach, catalyst, ìre falmhachaidh fuasglaiche, msaa., a’ toirt buaidh air an structar cruinneachaidh mu dheireadh. Mar a chithear ann am fig. 1, Chaidh stuthan OMA le seasmhachd teirmeach àrd agus coileanadh catalaíoch àrd a cho-chur ri chèile le fèin-chruinneachadh air adhbhrachadh le falmhachadh le taic solvothermal (SA-EISA). Bhrosnaich làimhseachadh solvothermal hydrolysis iomlan ro-ruithearan alùmanum gus buidhnean beaga alùmanum hydroxyl cruinneachaidh a chruthachadh, a neartaich an eadar-obrachadh eadar surfactants agus alùmanum. Chaidh mesophase sia-thaobhach dà-thaobhach a chruthachadh ann am pròiseas EISA agus chaidh a losgadh aig 400 ℃ gus stuth OMA a chruthachadh. Anns a’ phròiseas EISA traidiseanta, tha hydrolysis ro-ruithear organoaluminum an cois a’ phròiseas falmhachaidh, agus mar sin tha buaidh chudromach aig na suidheachaidhean falmhachaidh air an ath-bhualadh agus structar deireannach OMA. Bidh ceum an làimhseachaidh solvothermal a’ brosnachadh hydrolysis iomlan an ro-ruithear alùmanum agus a’ toirt a-mach buidhnean alùmanum hydroxyl cruinneachaidh pàirt-dhlùthaichte. Tha OMA air a chruthachadh fo raon farsaing de shuidheachaidhean falmhachaidh. An coimeas ri MA air ullachadh leis an dòigh EISA traidiseanta, tha meud pore nas àirde, farsaingeachd uachdar sònraichte nas fheàrr agus seasmhachd teirmeach nas fheàrr aig OMA air ullachadh leis an dòigh SA-EISA. San àm ri teachd, faodar dòigh EISA a chleachdadh gus MA le fosgladh fìor mhòr ullachadh le ìre tionndaidh àrd agus taghadh sàr-mhath gun a bhith a’ cleachdadh àidseant reaming.
Figear 1 clàr-sruthadh de dhòigh SA-EISA airson stuthan OMA a cho-chur ri chèile
1.2.2 pròiseasan eile
Feumaidh ullachadh MA àbhaisteach smachd mionaideach air paramadairean co-chur gus structar mesoporous soilleir a choileanadh, agus tha toirt air falbh stuthan teamplaid cuideachd dùbhlanach, a tha a’ dèanamh a’ phròiseas co-chur nas iom-fhillte. An-dràsta, tha mòran litreachas air aithris a dhèanamh air co-chur MA le teamplaidean eadar-dhealaichte. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha an rannsachadh air fòcas a chuir sa mhòr-chuid air co-chur MA le glùcois, siùcros agus stalc mar theamplaidean le alùmanum isopropoxide ann am fuasgladh uisgeach. Tha a’ mhòr-chuid de na stuthan MA seo air an co-chur bho alùmanum nitrate, sulfate agus alkoxide mar stòran alùmanum. Gheibhear MA CTAB cuideachd le bhith ag atharrachadh PB gu dìreach mar stòr alùmanum. Tha MA le feartan structarail eadar-dhealaichte, ie Al2O3)-1, Al2O3)-2 agus al2o3And tha deagh sheasmhachd teirmeach aige. Chan eil cur-ris surfactant ag atharrachadh structar criostail nàdarrach PB, ach bidh e ag atharrachadh modh cruachaidh nam mìrean. A bharrachd air an sin, tha cruthachadh Al2O3-3 air a chruthachadh le greamachadh nanoparticles air an daingneachadh le fuasgladh organach PEG no cruinneachadh timcheall air PEG. Ach, tha sgaoileadh meud pore Al2O3-1 glè chumhang. A bharrachd air sin, chaidh catalaichean stèidhichte air palladium ullachadh le MA synthetigeach mar ghiùlan. Ann an ath-bhualadh losgaidh meatàn, sheall an catalaiche le taic bho Al2O3-3 deagh choileanadh catalaíoch.
Airson a’ chiad uair, chaidh MA le sgaoileadh meud nam pores cumhang gu math deiseil le bhith a’ cleachdadh slag dubh alùmanaim ABD saor agus beairteach ann an alùmanum. Tha am pròiseas cinneasachaidh a’ toirt a-steach pròiseas às-tharraing aig teòthachd ìosal agus cuideam àbhaisteach. Cha bhith na mìrean cruaidh a dh’ fhàgar sa phròiseas às-tharraing a’ truailleadh na h-àrainneachd, agus faodar an càrnadh le cunnart ìosal no an ath-chleachdadh mar lìonadh no cruinneag ann an tagradh concrait. Tha farsaingeachd uachdar sònraichte an MA a chaidh a cho-chur ri 123 ~ 162m2 / g, Tha sgaoileadh meud nam pores cumhang, tha radius na stùice 5.3nm, agus tha am porosity 0.37 cm3 / g. Tha an stuth nano-mheud agus tha meud a’ chriostail mu 11nm. Tha co-chur staid chruaidh na phròiseas ùr airson MA a cho-chur ri chèile, a dh'fhaodar a chleachdadh gus absorbent rèidio-cheimigeach a dhèanamh airson cleachdadh clionaigeach. Tha clòraid alùmanaim, carbonat ammonium agus stuthan amh glùcois air am measgachadh ann an co-mheas molar de 1: 1.5: 1.5, agus tha MA air a cho-chur ri chèile le ath-bhualadh meacanaigeach-cheimigeach ùr ann an staid chruaidh. Le bhith a’ dùmhlachadh 131I ann an uidheamachd bataraidh teirmeach, tha an toradh iomlan de 131I às deidh dùmhlachadh 90%, agus tha dùmhlachd rèidio-beò àrd (1.7TBq/mL) aig an fhuasgladh 131I[NaI] a gheibhear, agus mar sin a’ toirt a-mach cleachdadh capsalan 131I[NaI] ann an dòsan mòra airson làimhseachadh aillse thyroid.
Gus geàrr-chunntas a dhèanamh, san àm ri teachd, faodar teamplaidean beaga moileciuil a leasachadh cuideachd gus structaran pore òrdaichte ioma-ìre a thogail, structar, morf-eòlas agus feartan ceimigeach uachdar stuthan atharrachadh gu h-èifeachdach, agus farsaingeachd uachdar mòr agus MA toll-cnuimhe òrdaichte a ghineadh. Rannsaich teamplaidean saor agus stòran alùmanaim, dèan am pròiseas co-chur nas fheàrr, soilleirich an dòigh-obrach co-chur agus stiùirich am pròiseas.
Modh atharrachaidh 2 MA
Tha na dòighean air co-phàirtean gnìomhach a sgaoileadh gu cothromach air giùlan MA a’ toirt a-steach bogadh, co-chur in-situ, sileadh, iomlaid ian, measgachadh meacanaigeach agus leaghadh, agus is iad sin a’ chiad dhà as cumanta.
2.1 dòigh-obrach co-chur in-situ
Tha buidhnean a thathar a’ cleachdadh ann am mion-atharrachadh gnìomhach air an cur ris a’ phròiseas airson MA ullachadh gus structar cnàimhneach an stuth atharrachadh agus a dhèanamh seasmhach agus gus an coileanadh catalaíseach a leasachadh. Tha am pròiseas air a shealltainn ann am Figear 2. Rinn Liu et al. Ni/Mo-Al2O3 a cho-chur in situ le P123 mar theamplaid. Chaidh an dà chuid Ni agus Mo a sgaoileadh ann an seanalan MA òrdaichte, gun a bhith a’ sgrios structar mesoporous MA, agus chaidh an coileanadh catalaíseach a leasachadh gu follaiseach. Le bhith a’ gabhail ri dòigh fàis in-situ air fo-strat gamma-al2o3 a chaidh a cho-chur, an coimeas ri γ-Al2O3, tha farsaingeachd uachdar sònraichte BET agus meud pore nas motha aig MnO2-Al2O3, agus tha structar mesoporous dà-mhodhail aige le sgaoileadh meud pore cumhang. Tha ìre adsorption luath agus èifeachdas àrd airson F- aig MnO2-Al2O3, agus tha raon tagraidh pH farsaing aige (pH = 4 ~ 10), a tha freagarrach airson suidheachaidhean tagraidh gnìomhachais practaigeach. Tha coileanadh ath-chuairteachaidh MnO2-Al2O3 nas fheàrr na coileanadh γ-Al2O. Feumar seasmhachd structarail a leasachadh tuilleadh. Mar gheàrr-chunntas, tha deagh òrdugh structarail aig na stuthan atharraichte MA a gheibhear le co-chur in-situ, eadar-obrachadh làidir eadar buidhnean agus luchd-giùlain alumina, measgachadh teann, luchd mòr stuthan, agus chan eil e furasta dhaibh rùsgadh phàirtean gnìomhach adhbhrachadh sa phròiseas ath-bhualadh catalaíseach, agus tha an coileanadh catalaíseach air a leasachadh gu mòr.
Figear 2 Ullachadh MA gnìomhaichte le co-chur in-situ
2.2 dòigh-obrach airson bogadh
A’ bogadh an MA ullaichte anns a’ bhuidheann atharraichte, agus a’ faighinn an stuth MA atharraichte às dèidh làimhseachaidh, gus buaidhean catalais, adsorption agus a leithid a thoirt gu buil. Dh’ullaich Cai et al. MA bho P123 leis an dòigh sol-gel, agus chuir iad ann am fuasgladh ethanol agus tetraethylenepentamine e gus stuth MA atharraichte amino fhaighinn le coileanadh adsorption làidir. A bharrachd air an sin, chuir Belkacemi et al. ann am fuasgladh ZnCl2 leis an aon phròiseas gus stuthan MA atharraichte le sinc òrdaichte fhaighinn. Tha an raon uachdar sònraichte agus meud nam pores 394m2/g agus 0.55 cm3/g, fa leth. An coimeas ris an dòigh co-chur in-situ, tha sgaoileadh eileamaidean nas fheàrr aig an dòigh impregnation, structar mesoporous seasmhach agus deagh choileanadh adsorption, ach tha an fheachd eadar-obrachaidh eadar na co-phàirtean gnìomhach agus giùlan alumina lag, agus tha an gnìomhachd catalytic furasta a chuir às le factaran bhon taobh a-muigh.
3 adhartas gnìomhach
’S e co-chur MA talmhainn tearc le feartan sònraichte an gluasad leasachaidh san àm ri teachd. An-dràsta, tha mòran dhòighean co-chur ann. Bidh paramadairean a’ phròiseis a’ toirt buaidh air coileanadh MA. Faodar farsaingeachd uachdar sònraichte, meud nan pores agus trast-thomhas nan pores ann am MA atharrachadh a rèir seòrsa teamplaid agus co-dhèanamh ro-ruithear alùmanaim. Bidh teòthachd an calcaidh agus dùmhlachd an teamplaid polymer a’ toirt buaidh air farsaingeachd uachdar sònraichte agus meud nan pores ann am MA. Fhuair Suzuki agus Yamauchi a-mach gun deach teòthachd an calcaidh àrdachadh bho 500 ℃ gu 900 ℃. Faodar an fosgladh a mheudachadh agus faodar an farsaingeachd uachdar a lùghdachadh. A bharrachd air an sin, bidh làimhseachadh atharrachaidh talmhainn tearc a’ leasachadh gnìomhachd, seasmhachd teirmeach uachdar, seasmhachd structarail agus searbhachd uachdar stuthan MA sa phròiseas catalaíseach, agus a’ coinneachadh ri leasachadh gnìomhachd MA.
3.1 Adsorbant dì-fhluarachaidh
Tha am fluorine ann an uisge òil ann an Sìona gu math cronail. A bharrachd air an sin, bidh àrdachadh ann an susbaint fluorine ann am fuasgladh sinc sulfate gnìomhachais ag adhbhrachadh creimeadh air truinnsear electrode, crìonadh na h-àrainneachd obrach, crìonadh càileachd sinc dealain agus lùghdachadh ann an ìre an uisge ath-chuairtichte anns an t-siostam dèanamh searbhag agus pròiseas electrolysis de ghas connaidh ròstadh àmhainn leabaidh fhliuch. An-dràsta, is e an dòigh adsorption an dòigh as tarraingiche am measg nan dòighean cumanta airson dì-fluorination fliuch. Ach, tha cuid de easbhaidhean ann, leithid comas adsorption bochd, raon pH cumhang ri fhaighinn, truailleadh àrd-sgoile agus mar sin air adhart. Chaidh gual-fhiodha gnìomhaichte, alumina neo-chruthach, alumina gnìomhaichte agus stuthan-sùghaidh eile a chleachdadh airson dì-fhluarachadh uisge, ach tha cosgais stuthan-sùghaidh àrd, agus tha comas sùghaidh F-ann am fuasgladh neodrach no dùmhlachd àrd ìosal. Tha alumina gnìomhaichte air a bhith mar an stuth-sùghaidh as fharsainge a chaidh a sgrùdadh airson toirt air falbh fluoride air sgàth a chàirdeas àrd agus a thaghadh ri fluoride aig luach pH neodrach, ach tha e air a chuingealachadh le comas sùghaidh bochd fluoride, agus chan urrainn dha ach aig pH <6 deagh choileanadh sùghaidh fluoride a bhith aige. Tha MA air aire mhòr a tharraing ann an smachd truailleadh àrainneachd air sgàth an raon uachdar sònraichte mòr aige, buaidh meud pore sònraichte, coileanadh searbhag-bonn, seasmhachd teirmeach agus meacanaigeach. Dh'ullaich Kundu et al. MA le comas sùghaidh fluorine as àirde de 62.5 mg / g. Tha comas sùghaidh fluorine MA air a bhuaidh gu mòr leis na feartan structarail aige, leithid raon uachdar sònraichte, buidhnean gnìomh uachdar, meud pore agus meud pore iomlan. Tha atharrachadh structar agus coileanadh MA na dhòigh chudromach air a choileanadh sùghaidh a leasachadh.
Air sgàth searbhag cruaidh La agus bunaiteachd chruaidh fluorine, tha ceangal làidir eadar La agus ianan fluorine. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha cuid de sgrùdaidhean air faighinn a-mach gum faod La mar atharraiche comas adsorption fluorine a leasachadh. Ach, air sgàth seasmhachd structarail ìosal adsorbents talmhainn tearc, bidh barrachd talmhainn tearc a’ sileadh a-steach don fhuasgladh, ag adhbhrachadh truailleadh uisge àrd-sgoile agus cron air slàinte dhaoine. Air an làimh eile, tha dùmhlachd àrd alùmanum ann an àrainneachd uisge mar aon de na puinnseanan do shlàinte dhaoine. Mar sin, tha e riatanach seòrsa de adsorbent co-dhèanta ullachadh le deagh sheasmhachd agus gun sileadh no nas lugha de sileadh eileamaidean eile anns a’ phròiseas toirt air falbh fluorine. Chaidh MA atharraichte le La agus Ce ullachadh leis an dòigh impregnation (La / MA agus Ce / MA). Chaidh ocsaidean talmhainn tearc a luchdachadh gu soirbheachail air uachdar MA airson a’ chiad uair, agus bha coileanadh dì-fhluaraineachaidh nas àirde aca. Is e na prìomh dhòighean airson fluorine a thoirt air falbh adsorption electrostatach agus adsorption ceimigeach, bidh tarraing electron de luchd deimhinneach uachdar agus ath-bhualadh iomlaid ligand a’ tighinn còmhla ri hydroxyl uachdar, bidh a’ bhuidheann gnìomh hydroxyl air uachdar an adsorbent a’ gineadh ceangal haidridean le F-, bidh atharrachadh La agus Ce a’ leasachadh comas adsorption fluorine, tha barrachd làraichean adsorption hydroxyl ann an La/MA, agus tha comas adsorption F anns an òrdugh La/MA>Ce/MA>MA. Le àrdachadh ann an dùmhlachd tùsail, bidh comas adsorption fluorine ag àrdachadh. Tha a’ bhuaidh adsorption as fheàrr nuair a tha pH 5 ~ 9, agus tha pròiseas adsorption fluorine a rèir modail adsorption isothermal Langmuir. A bharrachd air an sin, faodaidh neo-chunbhalachdan ianan sulfate ann an alumina buaidh mhòr a thoirt air càileachd nan sampallan cuideachd. Ged a chaidh an rannsachadh co-cheangailte ri alumina atharraichte le talmhainn tearc a dhèanamh, tha a’ mhòr-chuid den rannsachadh ag amas air a’ phròiseas adsorbent, a tha duilich a chleachdadh gu gnìomhachais. San àm ri teachd, is urrainn dhuinn sgrùdadh a dhèanamh air an dòigh-obrach dì-cheangal de cho-thàthadh fluorine ann am fuasgladh sinc sulfate agus feartan imrich ianan fluorine, adsorbent ian fluorine èifeachdach, saor agus ath-nuadhachail fhaighinn airson dì-fluorination fuasgladh sinc sulfate ann an siostam hydrometallurgy sinc, agus modail smachd pròiseas a stèidheachadh airson a bhith a’ làimhseachadh fuasgladh fluorine àrd stèidhichte air adsorbent nano MA talmhainn tearc.
3.2 Catalaiche
3.2.1 Ath-leasachadh tioram meatain
Faodaidh talmhainn tearc searbhachd (bunachd) stuthan porous atharrachadh, bànachd ocsaidean a mheudachadh, agus catalysts a cho-chur le sgaoileadh èideadh, sgèile nanometer agus seasmhachd. Bithear ga chleachdadh gu tric gus taic a thoirt do mheatailtean uasal agus meatailtean gluasaid gus meatanachadh CO2 a chatalachadh. An-dràsta, tha stuthan mesoporous atharraichte le talmhainn tearc a’ leasachadh a dh’ionnsaigh ath-leasachadh tioram meatan (MDR), lughdachadh foto-chatalytic de VOCs agus glanadh gas earbaill. An coimeas ri meatailtean uasal (leithid Pd, Ru, Rh, msaa.) agus meatailtean gluasaid eile (leithid Co, Fe, msaa.), tha catalyst Ni/Al2O3 air a chleachdadh gu farsaing airson a ghnìomhachd catalytic agus roghnachd nas àirde, seasmhachd àrd agus cosgais ìosal airson meatan. Ach, bidh sintering agus tasgadh gualain de nanoparticles Ni air uachdar Ni/Al2O3 ag adhbhrachadh dì-ghnìomhachadh luath an catalyst. Mar sin, tha e riatanach luathaiche a chur ris, giùlan catalyst atharrachadh agus slighe ullachaidh a leasachadh gus gnìomhachd catalytic, seasmhachd agus strì an aghaidh loisgeadh a leasachadh. San fharsaingeachd, faodar ocsaidean talmhainn tearc a chleachdadh mar luchd-adhartachaidh structarail is dealanach ann an catalaichean neo-aonghnèitheach, agus bidh CeO2 a’ leasachadh sgaoileadh Ni agus ag atharrachadh feartan Ni meatailteach tro eadar-obrachadh làidir taic meatailt.
Tha MA air a chleachdadh gu farsaing gus sgaoileadh mheatailtean a leasachadh, agus gus casg a chuir air meatailtean gnìomhach gus casg a chuir air an cruinneachadh. Bidh La2O3 le comas stòraidh ocsaidean àrd a’ neartachadh an aghaidh gualain sa phròiseas tionndaidh, agus bidh La2O3 a’ brosnachadh sgaoileadh Co air alumina mesoporous, aig a bheil gnìomhachd ath-leasachaidh agus ath-fhàs àrd. Bidh am brosnaichear La2O3 ag àrdachadh gnìomhachd MDR catalyst Co/MA, agus tha ìrean Co3O4 agus CoAl2O4 air an cruthachadh air uachdar a’ chatalyst. Ach, tha gràinean beaga de 8nm ~ 10nm aig an La2O3 a tha air a sgaoileadh gu mòr. Anns a’ phròiseas MDR, chruthaich an eadar-obrachadh in-situ eadar La2O3 agus CO2 mesophase La2O2CO3, a bhrosnaich cuir às èifeachdach CxHy air uachdar a’ chatalyst. Bidh La2O3 a’ brosnachadh lughdachadh haidridean le bhith a’ toirt seachad dùmhlachd electron nas àirde agus a’ neartachadh bàn ocsaidean ann an 10%Co/MA. Bidh cur-ris La2O3 a’ lughdachadh lùth gnìomhachaidh follaiseach caitheamh CH4. Mar sin, mheudaich an ìre tionndaidh de CH4 gu 93.7% aig 1073K K. Le bhith a’ cur La2O3 ris, leasaich e an gnìomhachd catalaíseach, bhrosnaich e lùghdachadh H2, mheudaich e àireamh nan làraichean gnìomhach Co0, rinn e nas lugha de charbon tasgaidh agus mheudaich e an àite falamh ocsaidean gu 73.3%.
Chaidh Ce agus Pr a chumail air catalyst Ni/Al2O3 leis an dòigh-obrach impregnation co-ionann ann an Li Xiaofeng. Às dèidh Ce agus Pr a chur ris, mheudaich an roghnachd gu H2 agus lùghdaich an roghnachd gu CO. Bha comas catalyst sàr-mhath aig an MDR atharraichte le Pr, agus mheudaich an roghnachd gu H2 bho 64.5% gu 75.6%, agus lùghdaich an roghnachd gu CO bho 31.4%. Chleachd Peng Shujing et al. an dòigh sol-gel. Chaidh MA atharraichte le Ce ullachadh le alùmanum isopropoxide, fuasglaiche isopropanol agus cerium nitrate hexahydrate. Chaidh farsaingeachd uachdar sònraichte an toraidh a mheudachadh beagan. Lùghdaich cur-ris Ce cruinneachadh nan nanoparticles coltach ri slat air uachdar MA. Bha cuid de bhuidhnean hydroxyl air uachdar γ-Al2O3 còmhdaichte gu ìre mhòr le todhar Ce. Chaidh seasmhachd teirmeach MA a leasachadh, agus cha do thachair cruth-atharrachadh ìre criostail às dèidh calcadh aig 1000 ℃ airson 10 uairean a thìde. Wang Baowei et al. Stuth MA ullaichte CeO2-Al2O4 leis an dòigh co-shìolaidh. Chaidh CeO2 le gràinean beaga ciùbach a sgaoileadh gu cothromach ann an alumina. Às deidh dha Co agus Mo a chumail air CeO2-Al2O4, chaidh an eadar-obrachadh eadar alumina agus an co-phàirt ghnìomhach Co agus Mo a bhacadh gu h-èifeachdach le CEO2.
Tha na brosnachaidhean talmhainn tearc (La, Ce, y agus Sm) air an co-chur ri catalyst Co/MA airson MDR, agus tha am pròiseas air a shealltainn ann am figear 3. Faodaidh na brosnachaidhean talmhainn tearc sgaoileadh Co air giùlan MA a leasachadh agus casg a chuir air cruinneachadh mìrean co. Mar as lugha meud nam mìrean, ’s ann as làidire an eadar-obrachadh Co-MA, ’s ann as làidire a’ chomas catalaidheach agus shintearachd ann an catalyst YCo/MA, agus na buaidhean adhartach a tha aig grunn bhrosnachaidhean air gnìomhachd MDR agus tasgadh gualain. Tha Figear 4 na ìomhaigh HRTEM às dèidh làimhseachadh MDR aig 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 airson 8 uairean a thìde. Tha mìrean Co ann an cruth spotan dubha, agus tha giùlan MA ann an cruth liath, a tha an urra ri diofar dùmhlachd electron. Ann an ìomhaigh HRTEM le 10%Co/MA (fig. 4b), chithear cruinneachadh mìrean meatailt Co air giùlan ma. Bidh cur-ris brosnachaidh talmhainn tearc a’ lughdachadh mìrean Co gu 11.0nm ~ 12.5nm. Tha eadar-obrachadh làidir Co-MA aig YCo/MA, agus tha a choileanadh sintering nas fheàrr na catalysts eile. A bharrachd air an sin, mar a chithear ann am figearan 4b gu 4f, bidh nano-uèirichean gualain falamh (CNF) air an dèanamh air na catalysts, a chumas conaltradh ri sruthadh gas agus a chuireas casg air an catalyst bho bhith air a dhì-ghnìomhachadh.
Figear 3 Buaidh cur-ris talmhainn tearc air feartan fiosaigeach is ceimigeach agus coileanadh catalaíoch MDR catalaíoch Co/MA
3.2.2 Catalaiche dì-ocsaididh
Chaidh Fe2O3/Meso-CeAl, catalyst dì-ocsaididh stèidhichte air Fe le doping Ce, ullachadh le dì-hydrogenation oxidative de 1-butene le CO2 mar oxidant bog, agus chaidh a chleachdadh ann an co-chur 1,3-butadiene (BD). Bha Ce air a sgaoileadh gu mòr ann am maitrís alumina, agus bha Fe2O3/meso air a sgaoileadh gu mòr. Chan e a-mhàin gu bheil gnèithean iarainn air an sgaoileadh gu mòr agus deagh fheartan structarail aig catalyst Fe2O3/Meso-CeAl-100, ach tha comas stòraidh ocsaidean math aige cuideachd, agus mar sin tha comas math adsorption agus gnìomhachaidh CO2 aige. Mar a chithear ann am Figear 5, tha ìomhaighean TEM a’ sealltainn gu bheil Fe2O3/Meso-CeAl-100 cunbhalach. Tha e a’ sealltainn gu bheil structar seanail coltach ri cnuimhean MesoCeAl-100 sgaoilte agus porous, a tha buannachdail do sgaoileadh ghrìtheidean gnìomhach, agus tha Ce air a sgaoileadh gu mòr air a dhopadh gu soirbheachail ann am maitrís alumina. Tha structar pore, deagh sheasmhachd uisgeachaidh teirmeach agus comas stòraidh ocsaidean mòr aig an stuth còmhdach catalyst meatailt uasal a choinnicheas ri inbhe sgaoilidhean ultra-ìosal charbadan motair.
3.2.3 Catalaist airson Carbadan
Co-thàthaidhean talmhainn tearc stèidhichte air alùmanum ceithir-cheàrnach AlCeZrTiOx agus AlLaZrTiOx le taic Pd-Rh gus stuthan còmhdaich catalaís chàraichean fhaighinn. Faodar co-thàthadh talmhainn tearc stèidhichte air alùmanum mesoporous Pd-Rh/ALC a chleachdadh gu soirbheachail mar chatalaís glanaidh sgapaidh charbadan CNG le deagh sheasmhachd, agus tha èifeachdas tionndaidh CH4, am prìomh phàirt de ghas sgapaidh charbadan CNG, cho àrd ri 97.8%. Gabhail ri dòigh aon-cheum hydrotherMAl gus an stuth co-dhèanta talmhainn tearc ma sin ullachadh gus fèin-chruinneachadh a thoirt gu buil. Chaidh ro-ruithearan mesoporous òrdaichte le staid meta-stable agus cruinneachadh àrd a cho-chur, agus bha co-chur RE-Al a rèir modail “aonad fàis co-dhèanta”, agus mar sin a’ toirt gu buil glanadh inneal-tionndaidh catalaíseach trì-shligheach iar-shuidhichte sgapaidh chàraichean.
Fig. 4 ìomhaighean HRTEM de ma (a), Co/MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) agus SmCo/MA(f)
Figear 5 Ìomhaigh TEM (A) agus diagram eileamaid EDS (b,c) de Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 coileanadh soilleir
Tha dealanan eileamaidean talmhainn tearc air an brosnachadh gu furasta gus gluasad eadar diofar ìrean lùtha agus solas a leigeil a-mach. Bithear gu tric a’ cleachdadh ianan talmhainn tearc mar ghnìomhaichean gus stuthan luminescent ullachadh. Faodar ianan talmhainn tearc a luchdachadh air uachdar microsfèaran falamh alùmanum fosfáit leis an dòigh co-dhìolaidh agus an dòigh iomlaid ian, agus faodar stuthan luminescent AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) ullachadh. Tha an tonn-fhaid luminescent anns an roinn faisg air ultraviolet. Tha MA air a dhèanamh na fhilmichean tana air sgàth a neo-sheasmhachd, cunbhalachd dielectric ìosal agus seoltachd ìosal, a tha ga dhèanamh iomchaidh airson innealan dealain is optigeach, filmichean tana, bacaidhean, mothachairean, msaa. Faodar a chleachdadh cuideachd airson criostalan fotonic aon-thaobhach freagairt mothachaidh, gineadh lùtha agus còmhdach an-aghaidh meòrachadh. Tha na h-innealan sin nan filmichean cruachta le fad slighe optigeach cinnteach, agus mar sin tha e riatanach clàr-amais agus tiughas ath-tharraingeach a smachdachadh. An-dràsta, thathas gu tric a’ cleachdadh dà-ogsaid titanium agus ocsaid zirconium le clàr-amais ath-tharraingeach àrd agus dà-ogsaid silicon le clàr-amais ath-tharraingeach ìosal gus innealan mar sin a dhealbhadh agus a thogail. Tha raon stuthan le feartan ceimigeach uachdar eadar-dhealaichte air a leudachadh, a tha ga dhèanamh comasach mothachairean foton adhartach a dhealbhadh. Tha toirt a-steach filmichean MA agus ocsaid-hiodrocsaid ann an dealbhadh innealan optigeach a’ sealltainn comas mòr leis gu bheil an clàr-amais ath-tharraingeach coltach ri clàr-amais dà-ogsaid silicon. Ach tha na feartan ceimigeach eadar-dhealaichte.
3.4 seasmhachd teirmeach
Le àrdachadh na teòthachd, bidh buaidh mhòr aig sintearachd air buaidh cleachdaidh catalyst MA, agus bidh an raon uachdar sònraichte a’ lùghdachadh agus bidh ìre criostalach γ-Al2O3in ag atharrachadh gu ìrean δ agus θ gu χ. Tha deagh sheasmhachd cheimigeach agus seasmhachd teirmeach aig stuthan talmhainn tearc, comas atharrachaidh àrd, agus stuthan amh furasta an lorg agus saor. Faodaidh cur-ris eileamaidean talmhainn tearc an seasmhachd teirmeach, an aghaidh oxidation aig teòthachd àrd agus feartan meacanaigeach an giùlain a leasachadh, agus searbhachd uachdar an giùlain atharrachadh. Is iad La agus Ce na h-eileamaidean atharrachaidh as cumanta a thathas a’ cleachdadh agus a’ sgrùdadh. Fhuair Lu Weiguang agus feadhainn eile a-mach gun do chuir cur-ris eileamaidean talmhainn tearc casg èifeachdach air sgaoileadh mòr mìrean alumina, dhìon La agus Ce na buidhnean hydroxyl air uachdar alumina, chuir e casg air sintearachd agus cruth-atharrachadh ìre, agus lughdaich e milleadh teòthachd àrd air structar mesoporous. Tha raon uachdar sònraichte àrd agus meud pore fhathast aig an alumina ullaichte. Ach, lughdaichidh cus no ro bheag de eileamaid talmhainn tearc seasmhachd teirmeach alumina. Li Yanqiu et al. Chuir e 5% La2O3 ri γ-Al2O3, a leasaich an seasmhachd teirmeach agus a mheudaich meud nan pores agus farsaingeachd uachdar sònraichte giùlan alumina. Mar a chithear bho Fhigear 6, nuair a chuireadh La2O3 ri γ-Al2O3, leasaich sin seasmhachd teirmeach giùlan co-dhèanta talmhainn tearc.
Ann am pròiseas dopadh mìrean nano-snàithleach le La gu MA, tha farsaingeachd uachdar BET agus meud pore MA-La nas àirde na an fheadhainn aig MA nuair a bhios an teòthachd làimhseachaidh teas ag àrdachadh, agus tha buaidh lughdachadh follaiseach aig dopadh le La air sintering aig teòthachd àrd. Mar a chithear ann am figear 7, le àrdachadh na teòthachd, bidh La a’ cur bacadh air ath-bhualadh fàs gràin agus cruth-atharrachadh ìre, agus tha figearan 7a agus 7c a’ sealltainn cruinneachadh mìrean nano-snàithleach. Ann am figear 7b, tha trast-thomhas nam mìrean mòra a chaidh a thoirt a-mach le calcadh aig 1200 ℃ mu 100nm. Tha e a’ comharrachadh sintering cudromach MA. A bharrachd air an sin, an taca ri MA-1200, chan eil MA-La-1200 a’ cruinneachadh às deidh làimhseachadh teas. Le bhith a’ cur La ris, tha comas sintering nas fheàrr aig mìrean nano-snàithleach. Eadhon aig teòthachd calcadh nas àirde, tha La dopaichte fhathast sgapte gu mòr air uachdar MA. Faodar MA atharraichte La a chleachdadh mar ghiùlan catalyst Pd ann an ath-bhualadh oxidation C3H8.
Figear 6 Modail structarail de shintearachd alumina le agus às aonais eileamaidean talmhainn tearc
Fig. 7 dealbhan TEM de MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) agus MA-La-1200(d)
4 Co-dhùnadh
Tha adhartas ann an ullachadh agus cleachdadh gnìomhach stuthan MA atharraichte le talmhainn tearc air a thoirt a-steach. Tha MA atharraichte le talmhainn tearc air a chleachdadh gu farsaing. Ged a chaidh tòrr rannsachaidh a dhèanamh ann an cleachdadh catalaíoch, seasmhachd teirmeach agus adsorption, tha cosgais àrd, ìre ìosal de dhòpadh, droch òrdugh agus duilich an gnìomhachasachadh aig mòran stuthan. Feumar an obair a leanas a dhèanamh san àm ri teachd: co-dhèanamh agus structar MA atharraichte le talmhainn tearc a bharrachadh, am pròiseas iomchaidh a thaghadh, coinneachadh ris an leasachadh gnìomhach; Modail smachd pròiseas a stèidheachadh stèidhichte air pròiseas gnìomhach gus cosgaisean a lughdachadh agus cinneasachadh gnìomhachais a thoirt gu buil; Gus na buannachdan bho ghoireasan talmhainn tearc Shìona a mheudachadh, bu chòir dhuinn sgrùdadh a dhèanamh air meacanaig atharrachadh MA talmhainn tearc, teòiridh agus pròiseas ullachadh MA atharraichte le talmhainn tearc a leasachadh.
Pròiseact Maoin: Pròiseact Nuadhachd Iomlan Saidheans is Teicneòlais Shaanxi (2011KTDZ01-04-01); Pròiseact Rannsachaidh Saidheansail Sònraichte Roinn Shaanxi 2019 (19JK0490); pròiseact rannsachaidh saidheansail sònraichte 2020 Colaiste Huaqing, Oilthigh Ailtireachd is Teicneòlais Xi 'an (20KY02)
Stòr: Tearc Talamh
Àm puist: 04 Iuchar 2022