I measc na n-ocsaídí neamh-shiliceacha, tá dea-airíonna meicniúla, friotaíocht ardteochta agus friotaíocht creimeadh ag alúmana, agus tá méid póir inchoigeartaithe, achar dromchla sonrach mór, toirt mór póir agus costas táirgthe íseal ag alúmana mesopórach (MA), a úsáidtear go forleathan i gcatalú, scaoileadh drugaí rialaithe, adsú agus réimsí eile, amhail scoilteadh, hidreascoilteadh agus hidrea-dhísulfarú amhábhar peitriliam. Úsáidtear alúmana micrea-phóireach go coitianta sa tionscal, ach beidh tionchar díreach aige ar ghníomhaíocht alúmana, ar shaolré seirbhíse agus ar roghnaíocht an chatalaíoch. Mar shampla, i bpróiseas íonúcháin sceite gluaisteán, foirmeoidh na truailleáin taiscthe ó bhreiseáin ola innill cóic, rud a fhágfaidh go mbacfar póir an chatalaíoch, rud a laghdóidh gníomhaíocht an chatalaíoch. Is féidir dromchlaghníomhaí a úsáid chun struchtúr iompróra alúmana a choigeartú chun MA a fhoirmiú. Feabhsóidh sé a fheidhmíocht chatalaíoch.
Tá éifeacht srianta ag MA, agus díghníomhaítear na miotail ghníomhacha tar éis calcination ardteochta. Ina theannta sin, tar éis calcination ardteochta, titeann an struchtúr mesoporous, bíonn cnámharlach an MA i riocht neamhchruthach, agus ní féidir leis an aigéadacht dromchla a riachtanais a chomhlíonadh i réimse an fheidhmiúlaithe. Is minic a bhíonn gá le cóireáil mhodhnúcháin chun an ghníomhaíocht chatalaíoch, cobhsaíocht an struchtúir mesoporous, cobhsaíocht theirmeach dromchla agus aigéadacht dromchla ábhar MA a fheabhsú. I measc na ngrúpaí modhnúcháin coitianta tá heitrea-adaimh miotail (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, etc.) agus ocsaídí miotail (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, etc.) a luchtaítear ar dhromchla MA nó a dópáiltear isteach sa chnámharlach.
Mar gheall ar chumraíocht speisialta leictreon na n-eilimintí cré neamhchoitianta, bíonn airíonna optúla, leictreacha agus maighnéadacha speisialta ag a gcomhdhúile, agus úsáidtear iad in ábhair chatalaíocha, in ábhair fhótaileictreacha, in ábhair ionsúcháin agus in ábhair mhaighnéadacha. Is féidir le hábhair mheiseapóracha modhnaithe le cré neamhchoitianta airíonna aigéid (alcaile) a choigeartú, folúntas ocsaigine a mhéadú, agus catalaíoch nanachriostalach miotail a shintéisiú le scaipeadh aonfhoirmeach agus scála nanaiméadar cobhsaí. Is féidir le hábhair phóiriúla agus créanna neamhchoitianta iomchuí scaipeadh dromchla nanachriostail miotail agus cobhsaíocht agus friotaíocht taiscthe carbóin catalaíoch a fheabhsú. Sa pháipéar seo, tabharfar isteach modhnú agus feidhmiúlacht MA cré neamhchoitianta chun feidhmíocht chatalaíoch, cobhsaíocht theirmeach, acmhainn stórála ocsaigine, achar dromchla sonrach agus struchtúr póir a fheabhsú.
1 ullmhúchán MA
1.1 ullmhú iompróra alúmana
Cinneann modh ullmhúcháin iompróra alúmana a dháileadh struchtúr na bpoll, agus áirítear ar a mhodhanna ullmhúcháin coitianta modh díhiodráitithe bréag-bhóihíte (PB) agus modh sol-glóthach. Ba é Calvet a mhol bréag-bhóihíte (PB) ar dtús, agus chuir H+ peiptiú chun cinn chun PB collóideach γ-AlOOH ina raibh uisce idirchiseal a fháil, a calcánaíodh agus a díhiodráitíodh ag teocht ard chun alúmana a fhoirmiú. De réir amhábhair éagsúla, is minic a roinntear é ina mhodh deascadh, modh carbónúcháin agus modh hidrealú alcólalúmanaim. Bíonn tionchar ag criostalachas ar intuaslagthacht collóideach PB, agus déantar é a bharrfheabhsú de réir mar a mhéadaíonn an criostalachas, agus bíonn tionchar ag paraiméadair an phróisis oibriúcháin air freisin.
De ghnáth, ullmhaítear PB tríd an modh deascadh. Cuirtear alcaile isteach i dtuaslagán alúmanáite nó cuirtear aigéad isteach i dtuaslagán alúmanáite agus déantar deascadh air chun alúmana hiodráitithe (deascadh alcaile) a fháil, nó cuirtear aigéad isteach i ndeascadh alúmanáite chun monaihiodráit alúmana a fháil, a nitear, a thriomaítear agus a chalcanaítear ansin chun PB a fháil. Tá an modh deascadh éasca le hoibriú agus ar chostas íseal, agus úsáidtear é go minic i dtáirgeadh tionsclaíoch, ach bíonn tionchar ag go leor fachtóirí air (pH an tuaslagáin, tiúchan, teocht, srl.). Agus tá na coinníollacha sin dian chun cáithníní le scaiptheacht níos fearr a fháil. Sa mhodh carbónúcháin, faightear Al(OH)3 trí imoibriú CO2 agus NaAlO2, agus is féidir PB a fháil tar éis aosaithe. Tá buntáistí oibríochta simplí, ardcháilíochta táirge, gan aon truailliú agus costas íseal ag an modh seo, agus is féidir leis alúmana a ullmhú le gníomhaíocht chatalaíoch ard, friotaíocht creimeadh den scoth agus achar dromchla sonrach ard le hinfheistíocht íseal agus toradh ard. Úsáidtear modh hidrealú alcoocsaíde alúmanaim go minic chun PB ard-íonachta a ullmhú. Déantar alcóicsíd alúmanaim a hidrealú chun monaihiodráit ocsaíd alúmanaim a fhoirmiú, agus ansin déantar cóireáil air chun PB ard-íonachta a fháil, a bhfuil criostalachas maith, méid aonfhoirmeach na gcáithníní, dáileadh méid na bpoll tiubhaithe agus sláine ard na gcáithníní sféarúla aige. Mar sin féin, tá an próiseas casta, agus tá sé deacair é a aisghabháil mar gheall ar úsáid tuaslagóirí orgánacha tocsaineacha áirithe.
Ina theannta sin, is gnách go n-úsáidtear salainn neamhorgánacha nó comhdhúile orgánacha miotail chun réamhtheachtaithe alúmana a ullmhú tríd an modh sol-glóthach, agus cuirtear uisce íon nó tuaslagóirí orgánacha leis chun tuaslagáin a ullmhú chun sol a ghiniúint, a dhéantar a ghlóthú, a thriomú agus a róstadh ansin. Faoi láthair, tá feabhas fós á chur ar phróiseas ullmhúcháin alúmana bunaithe ar an modh díhiodráitithe PB, agus tá an modh carbónúcháin anois ar an bpríomhmhodh le haghaidh táirgeadh tionsclaíoch alúmana mar gheall ar a eacnamaíocht agus a chosaint comhshaoil. Tá aird mhór tarraingthe ag alúmana a ullmhaítear tríd an modh sol-glóthach mar gheall ar a dháileadh níos aonfhoirmí ar mhéid na bpoll, ar modh féideartha é, ach ní mór é a fheabhsú chun cur i bhfeidhm tionsclaíoch a bhaint amach.
1.2 Ullmhúchán MA
Ní féidir le halúmana traidisiúnta na ceanglais fheidhmiúla a chomhlíonadh, mar sin is gá MA ardfheidhmíochta a ullmhú. De ghnáth áirítear ar na modhanna sintéise: modh nana-réitigh le múnla carbóin mar theimpléad crua; Sintéis SDA: Próiseas féin-chomhthionóil spreagtha ag galú (EISA) i láthair teimpléid bhoga amhail SDA agus dromchlaghníomhaithe cationacha, ainianacha nó neamh-ianacha eile.
1.2.1 Próiseas EISA
Úsáidtear an teimpléad bog i riocht aigéadach, rud a sheachnaíonn an próiseas casta agus am-íditheach a bhaineann le modh an scannáin chrua agus is féidir modhnú leanúnach an oscailteachta a bhaint amach. Tá aird mhór tarraingthe ar ullmhú MA trí EISA mar gheall ar a infhaighteacht agus a atáirgtheacht éasca. Is féidir struchtúir mheiseapóracha éagsúla a ullmhú. Is féidir méid na bpoll i MA a choigeartú trí fhad slabhra hidreafóbach an tsubstaint ghníomhach dromchlaghníomhach a athrú nó trí chóimheas mólar an chatalaíoch hidrealúis leis an réamhtheachtaí alúmanaim i dtuaslagán a choigeartú. Dá bhrí sin, tá EISA, ar a dtugtar modh sintéise agus modhnú sol-glóthach aonchéime de MA ard-achar dromchla agus alúmana mesopórach ordaithe (OMA), curtha i bhfeidhm ar theimpléid bhoga éagsúla, amhail P123, F127, tríeatánólaimín (tae), etc. Is féidir le EISA an próiseas comhthionóil de réamhtheachtaithe orgánalúmanaim, amhail alcoxídí alúmanaim agus teimpléid ghníomhaire dromchlaghníomhach, de ghnáth iseapróipocsaíd alúmanaim agus P123, a athsholáthar chun ábhair mhesopóracha a sholáthar. Chun go n-éireoidh le forbairt phróiseas EISA, ní mór coigeartú beacht a dhéanamh ar chinéitic hidrealúis agus comhdhlúthaithe chun sol cobhsaí a fháil agus chun ligean d'fhorbairt measafáis a fhoirmítear ag micelle ghníomhaire dromchlaghníomhach sa sol.
Sa phróiseas EISA, is féidir le húsáid tuaslagóirí neamh-uiscí (amhail eatánól) agus gníomhairí casta orgánacha moilliú éifeachtach a chur ar an ráta hidrealú agus comhdhlúthaithe réamhtheachtaithe orgánalúmanaim agus féin-thionól ábhair OMA, amhail Al(OR)3 agus iseaprópocsaíd alúmanaim, a spreagadh. Mar sin féin, i dtuaslagóirí so-ghalaithe neamh-uiscí, cailleann teimpléid surfactant a hidreafileacht/hidreafóibeacht de ghnáth. Ina theannta sin, mar gheall ar an moill ar hidrealú agus ar pholachomhdhlúthú, bíonn grúpa hidreafóbach ag an táirge idirmheánach, rud a fhágann go bhfuil sé deacair idirghníomhú leis an teimpléad surfactant. Ní féidir féin-thionól teimpléid agus alúmanaim a dhéanamh ach amháin nuair a mhéadaítear tiúchan an surfactant agus céim hidrealú agus pholachomhdhlúthú alúmanaim de réir a chéile i bpróiseas galú tuaslagóra. Dá bhrí sin, beidh tionchar ag go leor paraiméadair a théann i bhfeidhm ar choinníollacha galú tuaslagóirí agus ar imoibriú hidrealú agus comhdhlúthaithe réamhtheachtaithe, amhail teocht, taiseachas coibhneasta, catalaíoch, ráta galú tuaslagóra, srl., ar an struchtúr tionóil deiridh. Mar a thaispeántar i bhfig. 1, Sintéisíodh ábhair OMA a bhfuil ardchobhsaíocht theirmeach agus ardfheidhmíocht chatalaíoch acu trí fhéin-thionól spreagtha galúcháin le cúnamh solvothermal (SA-EISA). Chuir cóireáil solvothermal chun cinn hidrealú iomlán réamhtheachtaithe alúmanaim chun grúpaí beaga braisle hiodrocsaile alúmanaim a fhoirmiú, rud a fheabhsaigh an t-idirghníomhú idir dromchlaghníomhaithe agus alúmanam. Cruthaíodh measafáis heicseagánach dháthoiseach i bpróiseas EISA agus cailcíníodh é ag 400 ℃ chun ábhar OMA a fhoirmiú. Sa phróiseas traidisiúnta EISA, bíonn hidrealú réamhtheachtaí orgánalúmanaim ag gabháil leis an bpróiseas galúcháin, mar sin bíonn tionchar tábhachtach ag na coinníollacha galúcháin ar an imoibriú agus ar struchtúr deiridh OMA. Cuireann an chéim chóireála solvothermal hidrealú iomlán an réamhtheachtaí alúmanaim chun cinn agus táirgeann sé grúpaí braisle hiodrocsaile alúmanaim atá comhdhlúite go páirteach. Foirmítear OMA faoi raon leathan coinníollacha galúcháin. I gcomparáid le MA a ullmhaítear leis an modh traidisiúnta EISA, tá toirt póire níos airde, achar dromchla sonrach níos fearr agus cobhsaíocht theirmeach níos fearr ag OMA a ullmhaítear leis an modh SA-EISA. Amach anseo, is féidir modh EISA a úsáid chun MA le cró thar a bheith mór a ullmhú le ráta comhshó ard agus roghnaíocht den scoth gan gníomhaire reamála a úsáid.
Fíor 1, sreabhchairt de mhodh SA-EISA chun ábhair OMA a shintéisiú
1.2.2 próisis eile
Éilíonn ullmhú traidisiúnta MA rialú beacht ar pharaiméadair shintéise chun struchtúr soiléir mesopórach a bhaint amach, agus tá baint ábhar teimpléid dúshlánach freisin, rud a chuireann castacht leis an bpróiseas sintéise. Faoi láthair, tá go leor litríochtaí tar éis sintéis MA le teimpléid éagsúla a thuairisciú. Le blianta beaga anuas, dhírigh an taighde go príomha ar shintéis MA le glúcós, siúcrós agus stáirse mar theimpléid trí iseapróipocsaíd alúmanaim i dtuaslagán uiscí. Déantar an chuid is mó de na hábhair MA seo a shintéisiú ó níotráit alúmanaim, sulfáit agus alcoicsíd mar fhoinsí alúmanaim. Is féidir MA CTAB a fháil freisin trí mhodhnú díreach PB mar fhoinse alúmanaim. Tá MA le hairíonna struchtúracha éagsúla, ie Al2O3)-1, Al2O3)-2 agus al2o3And tá dea-chobhsaíocht theirmeach aige. Ní athraíonn cur leis surfactant struchtúr criostail dhúchasach PB, ach athraíonn sé modh cruachta na gcáithníní. Ina theannta sin, cruthaítear Al2O3-3 trí ghreamaitheacht nana-cháithníní atá cobhsaithe ag tuaslagóir orgánach PEG nó comhiomlánú timpeall PEG. Mar sin féin, tá dáileadh méid na bpoll de Al2O3-1 an-chúng. Ina theannta sin, ullmhaíodh catalaíoch bunaithe ar phallaidiam le MA sintéiseach mar iompróir. I imoibriú dócháin meatáin, léirigh an catalaíoch a raibh Al2O3-3 mar thaca leis dea-fheidhmíocht chatalaíoch.
Don chéad uair, ullmhaíodh MA le dáileadh méid na bpoll sách cúng trí úsáid a bhaint as slaig dhubh alúmanaim ABD saor agus saibhir in alúmanam. Áirítear leis an bpróiseas táirgthe próiseas eastósctha ag teocht íseal agus brú gnáth. Ní thruaillfidh na cáithníní soladacha a fhágtar sa phróiseas eastósctha an comhshaol, agus is féidir iad a charnadh le riosca íseal nó a athúsáid mar líontóir nó comhiomlán in iarratas coincréite. Is é 123~162m2/g achar dromchla sonrach an MA sintéisithe, Tá an dáileadh méid na bpoll cúng, is é 5.3nm ga na mbuaic, agus is é 0.37 cm3/g an porosity. Tá an t-ábhar nana-mhéide agus tá méid na gcriostal thart ar 11nm. Is próiseas nua í sintéis stáit sholadaigh chun MA a shintéisiú, ar féidir é a úsáid chun ionsúite radaicheimiceach a tháirgeadh le haghaidh úsáide cliniciúla. Measctar clóiríd alúmanaim, carbónáit amóiniam agus amhábhair glúcóis i gcóimheas mólarach de 1: 1.5: 1.5, agus sintéisítear MA trí imoibriú meicniceimiceach soladstaide nua. Trí 131I a chomhchruinniú i dtrealamh ceallraí teirmeach, is é 90% an toradh iomlán de 131I tar éis comhchruinnithe, agus tá tiúchan ard radaighníomhach (1.7TBq/mL) ag an tuaslagán 131I[NaI] a fhaightear, rud a fhágann gur féidir capsúil dáileoige móra 131I[NaI] a úsáid le haghaidh cóireála ailse thyroid.
I mbeagán focal, is féidir teimpléid mhóilíneacha beaga a fhorbairt amach anseo freisin chun struchtúir phóir ordaithe il-leibhéil a thógáil, struchtúr, moirfeolaíocht agus airíonna ceimiceacha dromchla ábhar a choigeartú go héifeachtach, agus achar dromchla mór agus MA péistphoill ordaithe a ghiniúint. Déan iniúchadh ar theimpléid saora agus ar fhoinsí alúmanaim, an próiseas sintéise a bharrfheabhsú, an mheicníocht sintéise a shoiléiriú agus an próiseas a threorú.
Modh modhnúcháin 2 MA
I measc na modhanna chun comhpháirteanna gníomhacha a dháileadh go haonfhoirmeach ar iompróir MA tá tuiliú, sintéis in situ, deascadh, malartú ian, meascadh meicniúil agus leá, agus is iad an dá chéad cheann is coitianta a úsáidtear.
2.1 modh sintéise in-situ
Cuirtear grúpaí a úsáidtear i modhnú feidhmiúil leis an bpróiseas chun MA a ullmhú chun struchtúr cnámharlaigh an ábhair a mhodhnú agus a chobhsú agus chun feidhmíocht chatalaíoch a fheabhsú. Taispeántar an próiseas i bhFíor 2. Rinne Liu et al. Ni/Mo-Al2O3 a shintéisiú in situ le P123 mar theimpléad. Scaipeadh Ni agus Mo araon i gcainéil MA ordaithe, gan struchtúr mesopórach MA a scriosadh, agus feabhsaíodh an fheidhmíocht chatalaíoch go soiléir. Agus modh fáis in situ á ghlacadh ar fhoshraith gama-al2o3 sintéisithe, i gcomparáid le γ-Al2O3, tá achar dromchla sonrach BET agus toirt póir níos mó ag MnO2-Al2O3, agus tá struchtúr mesopórach démhódach aige le dáileadh méid póir caol. Tá ráta ionsúcháin tapa agus éifeachtúlacht ard ag MnO2-Al2O3 do F-, agus tá raon leathan feidhme pH aige (pH = 4 ~ 10), atá oiriúnach do choinníollacha feidhme tionsclaíocha praiticiúla. Tá feidhmíocht athchúrsála MnO2-Al2O3 níos fearr ná feidhmíocht athchúrsála γ-Al2O. Ní mór cobhsaíocht struchtúrach a bharrfheabhsú tuilleadh. Mar achoimre, tá dea-ord struchtúrach, idirghníomhaíocht láidir idir grúpaí agus iompróirí alúmana, teaglaim dhlúth, ualach mór ábhair, agus ní furasta comhpháirteanna gníomhacha a scaoileadh sa phróiseas imoibrithe catalaíoch, agus tá feabhas suntasach tagtha ar an bhfeidhmíocht chatalaíoch ag na hábhair mhodhnaithe MA a fhaightear trí shintéis in-situ.
Fíor 2 Ullmhú MA feidhmiúilithe trí shintéis in-situ
2.2 modh tuilte
Trí an MA ullmhaithe a thumadh sa ghrúpa modhnaithe, agus an t-ábhar MA modhnaithe a fháil tar éis na cóireála, chun éifeachtaí na catalaíochta, an ionsúcháin agus a leithéid a bhaint amach. D'ullmhaigh Cai et al. MA ó P123 tríd an modh sol-glóthach, agus sáithigh siad é in eatánól agus i dtuaslagán teitreitiléinpeintaimíne chun ábhar MA aimínmhodhnaithe a fháil le feidhmíocht láidir ionsúcháin. Ina theannta sin, thum Belkacemi et al. i dtuaslagán ZnCl2 tríd an bpróiseas céanna chun ábhair MA modhnaithe dópáilte since ordaithe a fháil. Is iad 394m2/g agus 0.55 cm3/g an achar dromchla sonrach agus an toirt póir, faoi seach. I gcomparáid leis an modh sintéise in-situ, tá scaipeadh eilimintí níos fearr, struchtúr mesopórach cobhsaí agus feidhmíocht mhaith ionsúcháin ag an modh tuilte, ach tá an fórsa idirghníomhaíochta idir na comhpháirteanna gníomhacha agus an t-iompróir alúmana lag, agus is furasta cur isteach ar an ngníomhaíocht chatalaíoch ag fachtóirí seachtracha.
3 dhul chun cinn feidhmiúil
Is é sintéis MA cré-annamh le hairíonna speisialta an treocht forbartha amach anseo. Faoi láthair, tá go leor modhanna sintéise ann. Bíonn tionchar ag paraiméadair an phróisis ar fheidhmíocht MA. Is féidir achar dromchla sonrach, toirt na bpoll agus trastomhas na bpoll MA a choigeartú de réir cineál teimpléid agus comhdhéanamh réamhtheachtaí alúmanaim. Bíonn tionchar ag teocht an chalcáin agus tiúchan an teimpléid polaiméir ar achar dromchla sonrach agus toirt na bpoll MA. Fuair Suzuki agus Yamauchi amach gur méadaíodh an teocht chalcáin ó 500 ℃ go 900 ℃. Is féidir an cró a mhéadú agus an t-achar dromchla a laghdú. Ina theannta sin, feabhsaíonn an chóireáil mhodhnú cré-annamh gníomhaíocht, cobhsaíocht theirmeach dromchla, cobhsaíocht struchtúrach agus aigéadacht dromchla ábhar MA sa phróiseas catalaíoch, agus comhlíonann sé forbairt feidhmiúlacht MA.
3.1 Adsorbent Dífhluairínithe
Tá an fluairín in uisce óil sa tSín thar a bheith díobhálach. Ina theannta sin, beidh creimeadh pláta an leictreoid, meath na timpeallachta oibre, meath ar cháilíocht an since leictrigh agus laghdú ar mhéid an uisce athchúrsáilte sa chóras déanta aigéid agus sa phróiseas leictrealú gás simléir róstadh foirnéise leaba sreabhach mar thoradh ar an méadú ar ábhar fluairín i dtuaslagán sulfáit since tionsclaíoch. Faoi láthair, is é an modh ionsúcháin an ceann is tarraingtí i measc na modhanna coitianta dífhluairínithe fliuch. Mar sin féin, tá roinnt easnaimh ann, amhail cumas ionsúcháin lag, raon pH cúng atá ar fáil, truailliú tánaisteach agus mar sin de. Úsáidtear carbón gníomhachtaithe, alúmana neamhchruthach, alúmana gníomhachtaithe agus ionsúiteoirí eile chun uisce a dhífhluairíniú, ach tá costas ard na n-ionsúiteoirí, agus tá cumas ionsúcháin F-i dtuaslagán neodrach nó i dtiúchan ard íseal. Is é alúmana gníomhachtaithe an t-ionsúiteoir is mó a ndearnadh staidéar air le haghaidh bainte fluairíde mar gheall ar a chleamhnas agus a roghnaíocht ard le fluairíd ag luach pH neodrach, ach tá sé teoranta ag an gcumas ionsúcháin lag atá ag fluairíd, agus ní féidir leis feidhmíocht mhaith ionsúcháin fluairíde a bheith aige ach ag pH <6. Tá aird mhór tarraingthe ag MA i rialú truaillithe comhshaoil mar gheall ar a achar dromchla sonrach mór, éifeacht uathúil ar mhéid na bpoll, feidhmíocht aigéad-bonn, cobhsaíocht theirmeach agus mheicniúil. D'ullmhaigh Kundu et al. MA le huasacmhainn ionsúcháin fluairín de 62.5 mg/g. Tá tionchar mór ag a shaintréithe struchtúracha ar chumas ionsúcháin fluairín MA, amhail achar dromchla sonrach, grúpaí feidhmiúla dromchla, méid na bpoll agus méid iomlán na bpoll. Is bealach tábhachtach é coigeartú struchtúr agus feidhmíocht MA chun a fheidhmíocht ionsúcháin a fheabhsú.
Mar gheall ar aigéad crua La agus bunúsacht chrua fluairín, tá dlúthbhaint idir La agus iain fluairín. Le blianta beaga anuas, tá sé faighte amach i roinnt staidéar gur féidir le La mar mhodhnóir cumas ionsúcháin fluairíde a fheabhsú. Mar sin féin, mar gheall ar chobhsaíocht struchtúrach íseal na n-ionsúiteoirí cré neamhchoitianta, sceithtear níos mó cré neamhchoitianta isteach sa tuaslagán, rud a fhágann truailliú tánaisteach uisce agus dochar do shláinte an duine. Ar an láimh eile, tá tiúchan ard alúmanaim i dtimpeallacht uisce ar cheann de na nimheanna do shláinte an duine. Dá bhrí sin, is gá cineál ionsúiteora ilchodach a ullmhú le dea-chobhsaíocht agus gan sceitheadh nó níos lú sceite dúile eile sa phróiseas bainte fluairín. Ullmhaíodh MA modhnaithe le La agus Ce tríd an modh tuilte (La/MA agus Ce/MA). Luchtaíodh ocsaídí cré neamhchoitianta go rathúil ar dhromchla MA den chéad uair, a raibh feidhmíocht dhífhluairínithe níos airde acu. Is iad na príomh-mheicníochtaí chun fluairín a bhaint ná adsú leictreastatach agus adsú ceimiceach, comhcheanglaíonn mealladh leictreon an luchta dhearfaigh dhromchla agus imoibriú malartaithe ligand le hiodrocsaile dromchla, gineann an grúpa feidhme hiodrocsaile ar dhromchla an adsorbent nasc hidrigine le F-, feabhsaíonn modhnú La agus Ce cumas adsú fluairín, tá níos mó suíomhanna adsú hiodrocsaile i La/MA, agus tá cumas adsú F san ord La/MA>Ce/MA>MA. Le méadú ar an tiúchan tosaigh, méadaíonn cumas adsú fluairín. Is fearr an éifeacht adsú nuair a bhíonn an pH 5~9, agus tá próiseas adsú fluairín i gcomhréir le samhail adsú isothermal Langmuir. Ina theannta sin, is féidir le neamhíonachtaí ian sulfáit in alúmana tionchar suntasach a imirt ar cháilíocht na samplaí freisin. Cé gur rinneadh an taighde gaolmhar ar alúmana modhnaithe cré-annamh, díríonn an chuid is mó den taighde ar phróiseas an ionsúiteora, atá deacair a úsáid go tionsclaíoch. Amach anseo, is féidir linn staidéar a dhéanamh ar mheicníocht díscaoilte casta fluairín i dtuaslagán sulfáit since agus ar shaintréithe imirce ian fluairín, ionsúiteoir ian fluairín éifeachtach, ar chostas íseal agus in-athnuaite a fháil le haghaidh dífhluairíniú tuaslagáin sulfáit since i gcóras hidrea-mhiotalóireachta since, agus samhail rialaithe próisis a bhunú chun tuaslagán ard-fluairín a chóireáil bunaithe ar nana-ionsúiteoir MA cré-annamh.
3.2 Catalaíoch
3.2.1 Athchóiriú tirim meatáin
Is féidir le cré neamhchoitianta aigéadacht (bunacht) ábhar scagach a choigeartú, folúntas ocsaigine a mhéadú, agus catalaíoch a shintéisiú le scaipeadh aonfhoirmeach, scála nanaiméadar agus cobhsaíocht. Is minic a úsáidtear é chun tacú le miotail uaisle agus miotail trasdultacha chun meatánú CO2 a chatalú. Faoi láthair, tá ábhair mheiseapóracha modhnaithe cré neamhchoitianta ag forbairt i dtreo athchóiriú tirim meatáin (MDR), díghrádú fótacatalaíoch VOCanna agus íonú gáis eireabaill. I gcomparáid le miotail uaisle (amhail Pd, Ru, Rh, etc.) agus miotail trasdultacha eile (amhail Co, Fe, etc.), úsáidtear catalaíoch Ni/Al2O3 go forleathan mar gheall ar a ghníomhaíocht agus a roghnaíocht chatalaíoch níos airde, a chobhsaíocht ard agus a chostas íseal le haghaidh meatáin. Mar sin féin, bíonn sintéiriú agus taisceadh carbóin nana-cháithníní Ni ar dhromchla Ni/Al2O3 ina chúis le díghníomhachtú tapa an chatalaíoch. Dá bhrí sin, is gá luasaire a chur leis, iompróir catalaíoch a mhodhnú agus an bealach ullmhúcháin a fheabhsú chun gníomhaíocht chatalaíoch, cobhsaíocht agus friotaíocht scorch a fheabhsú. Go ginearálta, is féidir ocsaídí cré-annamh a úsáid mar thionscnóirí struchtúracha agus leictreonacha i gcatalaígh héitearagéineacha, agus feabhsaíonn CeO2 scaipeadh Ni agus athraíonn sé airíonna Ni miotalach trí idirghníomhaíocht láidir tacaíochta miotail.
Úsáidtear MA go forleathan chun scaipeadh miotal a fheabhsú, agus srian a chur ar mhiotail ghníomhacha chun a gcruinneáil a chosc. Feabhsaíonn La2O3, a bhfuil cumas ard stórála ocsaigine aige, an fhriotaíocht carbóin sa phróiseas comhshó, agus cuireann La2O3 scaipeadh Co ar alúmana mesopórach chun cinn, a bhfuil ardghníomhaíocht athchóirithe agus athléimneacht aige. Méadaíonn an tionscnóir La2O3 gníomhaíocht MDR an chatalaíoch Co/MA, agus cruthaítear céimeanna Co3O4 agus CoAl2O4 ar dhromchla an chatalaíoch. Mar sin féin, bíonn gráinní beaga de 8nm ~ 10nm ag an La2O3 atá scaipthe go hard. Sa phróiseas MDR, chruthaigh an t-idirghníomhú in-situ idir La2O3 agus CO2 mesopháis La2O2CO3, rud a spreag deireadh éifeachtach CxHy ar dhromchla an chatalaíoch. Cuireann La2O3 laghdú hidrigine chun cinn trí dhlús leictreon níos airde a sholáthar agus folúntas ocsaigine a fheabhsú i 10%Co/MA. Laghdaíonn cur leis La2O3 an fuinneamh gníomhachtaithe dealraitheach de thomhaltas CH4. Dá bhrí sin, mhéadaigh ráta comhshó CH4 go 93.7% ag 1073K K. Chuir cur La2O3 feabhas ar an ngníomhaíocht chatalaíoch, chuir sé laghdú H2 chun cinn, mhéadaigh sé líon na suíomhanna gníomhacha Co0, tháirg sé níos lú carbóin taiscthe agus mhéadaigh sé an folúntas ocsaigine go 73.3%.
Tacaíodh le Ce agus Pr ar chatalaíoch Ni/Al2O3 tríd an modh tuilte comhtoirte i Li Xiaofeng. Tar éis Ce agus Pr a chur leis, mhéadaigh an roghnaíocht do H2 agus laghdaigh an roghnaíocht do CO. Bhí cumas catalaíoch den scoth ag an MDR modhnaithe le Pr, agus mhéadaigh an roghnaíocht do H2 ó 64.5% go 75.6%, agus laghdaigh an roghnaíocht do CO ó 31.4%. Bhain Peng Shujing et al. úsáid as modh sol-glóthach. Ullmhaíodh MA modhnaithe le Ce le iseaprópocsaíd alúmanaim, tuaslagóir iseaprópanóil agus heicseahiodráit níotráite ceiriam. Méadaíodh achar dromchla sonrach an táirge beagán. Laghdaigh cur leis Ce comhiomlánú nana-cháithníní slat-chruthacha ar dhromchla MA. Bhí roinnt grúpaí hiodrocsaile ar dhromchla γ-Al2O3 clúdaithe go bunúsach ag comhdhúile Ce. Feabhsaíodh cobhsaíocht theirmeach MA, agus níor tharla aon chlaochlú céime criostail tar éis calcination ag 1000 ℃ ar feadh 10 n-uaire an chloig. Wang Baowei et al. Ábhar MA ullmhaithe CeO2-Al2O4 tríd an modh comhdheascadh. Scaipeadh CeO2 le gráinní beaga ciúbacha go haonfhoirmeach in alúmana. Tar éis tacú le Co agus Mo ar CeO2-Al2O4, chuir CEO2 cosc éifeachtach ar an idirghníomhaíocht idir alúmana agus an chomhpháirt ghníomhach Co agus Mo.
Déantar na tionscnóirí cré neamhchoitianta (La, Ce, y agus Sm) a chomhcheangal le catalaíoch Co/MA le haghaidh MDR, agus taispeántar an próiseas i bhFíor 3. Is féidir leis na tionscnóirí cré neamhchoitianta scaipeadh Co ar iompróir MA a fheabhsú agus comhbhailiú cáithníní co a chosc. Dá lú méid na gcáithníní, is láidre an t-idirghníomhaíocht Co-MA, is láidre an cumas catalaíoch agus shintéirithe sa chatalaíoch YCo/MA, agus na héifeachtaí dearfacha a bhíonn ag roinnt tionscnóirí ar ghníomhaíocht MDR agus ar thaisceadh carbóin. Is íomhá HRTEM í Fíor 4 tar éis cóireála MDR ag 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 ar feadh 8 n-uaire an chloig. Bíonn cáithníní Co ann i bhfoirm spotaí dubha, agus bíonn iompróirí MA ann i bhfoirm liath, a bhraitheann ar an difríocht i ndlús na leictreon. In íomhá HRTEM le 10%Co/MA (fig. 4b), breathnaítear comhbhailiú cáithníní miotail Co ar iompróirí ma. Laghdaíonn cur leis an tionscnóir cré-annamh cáithníní Co go 11.0nm~12.5nm. Tá idirghníomhaíocht láidir Co-MA ag YCo/MA, agus tá a fheidhmíocht shintéirithe níos fearr ná catalaíoch eile. Ina theannta sin, mar a thaispeántar i bhfig. 4b go 4f, táirgtear nana-shreanga carbóin log (CNF) ar na catalaíoch, a choinníonn i dteagmháil le sreabhadh an gháis agus a chuireann cosc ar an gcatalaíoch a dhíghníomhachtú.
Fíor 3 Éifeacht bhreise cré neamhchoitianta ar airíonna fisiceacha agus ceimiceacha agus feidhmíocht chatalaíoch MDR catalaíoch Co/MA
3.2.2 Catalaíoch dí-ocsaídiúcháin
Ullmhaíodh Fe2O3/Meso-CeAl, catalaíoch dí-ocsaídiúcháin bunaithe ar Fe atá dópáilte le Ce, trí dhíhiodráiniú ocsaídiúcháin 1-bútéin le CO2 mar ocsaídeoir bog, agus úsáideadh é i sintéis 1,3-bútaidhé-éin (BD). Bhí Ce scaipthe go mór i maitrís alúmana, agus bhí Fe2O3/meso scaipthe go mór. Ní hamháin go bhfuil speicis iarainn scaipthe go mór agus airíonna struchtúracha maithe ag catalaíoch Fe2O3/Meso-CeAl-100, ach tá cumas stórála ocsaigine maith aige freisin, mar sin tá cumas maith ionsúcháin agus gníomhachtaithe CO2 aige. Mar a thaispeántar i bhFíor 5, léiríonn íomhánna TEM go bhfuil Fe2O3/Meso-CeAl-100 rialta. Taispeánann sé go bhfuil struchtúr cainéil cosúil le péisteanna MesoCeAl-100 scaoilte agus scagach, rud atá tairbheach do scaipeadh comhábhar gníomhach, agus déantar Ce atá scaipthe go mór a dópáil go rathúil i maitrís alúmana. Tá struchtúr póir, cobhsaíocht hidriteirmeach mhaith agus cumas mór stórála ocsaigine forbartha ag an ábhar sciath catalaíoch miotail uasal a chomhlíonann an caighdeán astaíochtaí thar a bheith íseal do mhótarfheithiclí.
3.2.3 Catalaíoch d'Fheithiclí
Úsáideadh coimpléisc chré-annamh AlCeZrTiOx agus AlLaZrTiOx atá bunaithe ar alúmanam ceathartha agus a thacaíodh le Pd-Rh chun ábhair sciath catalaíoch feithicleach a fháil. Is féidir coimpléasc cré-annamh Pd-Rh/ALC atá bunaithe ar alúmanam mesopórach a úsáid go rathúil mar chatalaíoch íonúcháin sceite feithicle CNG le dea-mharthanacht, agus tá éifeachtúlacht chomhshó CH4, príomh-chomhpháirt ghás sceite feithicle CNG, chomh hard le 97.8%. Glacadh le modh aonchéime hidroiteirmeachMAl chun an t-ábhar ilchodach cré-annamh ma sin a ullmhú chun féin-chomhthionól a bhaint amach. Sintéisíodh réamhtheachtaithe mesopóracha ordaithe le staid meiteastábla agus comhiomlánú ard, agus chomhlíon sintéis RE-Al samhail an “aonaid fáis cumaisc”, rud a bhaineadh amach íonú tiontaire catalaíoch trí bhealach iar-suite sceite gluaisteán.
Fíor 4 íomhánna HRTEM de ma (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) agus SmCo/MA(f)
Fíor 5 Íomhá TEM (A) agus léaráid eiliminte EDS (b,c) de Fe2O3/Meso-CeAl-100
3.3 feidhmíocht lonrúil
Is furasta leictreoin dúile cré neamhchoitianta a spreagadh chun aistriú idir leibhéil fuinnimh éagsúla agus solas a astú. Is minic a úsáidtear iain chré neamhchoitianta mar ghníomhachtaitheoirí chun ábhair lonrúla a ullmhú. Is féidir iain chré neamhchoitianta a luchtú ar dhromchla micrisféirí log fosfáite alúmanaim tríd an modh comhdheasctha agus an modh malartaithe ian, agus is féidir ábhair lonrúla AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) a ullmhú. Tá an tonnfhad lonrúil sa réigiún ultraivialait gar. Déantar scannáin tanaí de MA mar gheall ar a táimhe, a tairiseach tréleictreach íseal agus a sheoltacht íseal, rud a fhágann go bhfuil sé infheidhme maidir le gléasanna leictreacha agus optúla, scannáin tanaí, bacainní, braiteoirí, etc. Is féidir é a úsáid freisin chun criostail fhótónacha aon-toiseacha freagartha braite a dhéanamh, giniúint fuinnimh agus bratuithe frith-mhachnamhacha. Is scannáin chruachta iad na gléasanna seo le fad cosáin optúil cinnte, mar sin is gá innéacs athraonta agus tiús a rialú. Faoi láthair, is minic a úsáidtear dé-ocsaíd tíotáiniam agus ocsaíd siorcóiniam le hinnéacs athraonta ard agus dé-ocsaíd sileacain le hinnéacs athraonta íseal chun gléasanna den sórt sin a dhearadh agus a thógáil. Leathnaítear raon infhaighteachta ábhar a bhfuil airíonna ceimiceacha dromchla éagsúla acu, rud a fhágann gur féidir braiteoirí fótóin chun cinn a dhearadh. Taispeánann tabhairt isteach scannán MA agus ocsahiodrocsaíde i ndearadh gléasanna optúla acmhainneacht mhór toisc go bhfuil an t-innéacs athraonta cosúil le hinnéacs dé-ocsaíd sileacain. Ach tá na hairíonna ceimiceacha difriúil.
3.4 cobhsaíocht theirmeach
De réir mar a mhéadaíonn an teocht, bíonn tionchar mór ag an tsintéiriú ar éifeacht úsáide chatalaíoch MA, agus laghdaíonn an achar dromchla sonrach agus athraíonn céim chriostalach γ-Al2O3in go céimeanna δ agus θ go χ. Tá dea-chobhsaíocht cheimiceach agus cobhsaíocht theirmeach ag ábhair chré neamhchoitianta, inoiriúnaitheacht ard, agus amhábhair atá ar fáil go héasca agus saor. Is féidir le cur leis na dúile cré neamhchoitianta an chobhsaíocht theirmeach, friotaíocht ocsaídiúcháin ardteochta agus airíonna meicniúla an iompróra a fheabhsú, agus aigéadacht dhromchla an iompróra a choigeartú. Is iad La agus Ce na dúile modhnúcháin is coitianta a úsáidtear agus a ndéantar staidéar orthu. Fuair Lu Weiguang agus daoine eile amach gur chuir cur leis na dúile cré neamhchoitianta cosc éifeachtach ar scaipeadh mórcháithníní alúmana, chosain La agus Ce na grúpaí hiodrocsaile ar dhromchla an alúmana, chuir siad cosc ar shintéiriú agus ar chlaochlú céime, agus laghdaigh siad an damáiste a dhéanann teocht ard don struchtúr mesopórach. Tá achar dromchla sonrach agus toirt póire ard ag an alúmana ullmhaithe fós. Mar sin féin, laghdóidh an iomarca nó an iomarca beag dúile cré neamhchoitianta cobhsaíocht theirmeach alúmana. Li Yanqiu et al. Cuireadh 5% La2O3 le γ-Al2O3, rud a fheabhsaigh an chobhsaíocht theirmeach agus a mhéadaigh toirt na bpoll agus achar dromchla sonrach iompróra alúmana. Mar is léir ó Fhíor 6, nuair a cuireadh La2O3 le γ-Al2O3, feabhsaíodh cobhsaíocht theirmeach iompróra ilchodach cré-annamh.
Le linn dópáil cáithníní nana-shnáithíneacha le La go MA, bíonn achar dromchla BET agus toirt póir MA-La níos airde ná achar dromchla MA nuair a mhéadaíonn an teocht cóireála teasa, agus bíonn éifeacht mhoillithe soiléir ag dópáil le La ar shintéiriú ag teocht ard. Mar a thaispeántar i bhfíor 7, de réir mar a mhéadaíonn an teocht, cuireann La cosc ar imoibriú fáis gráin agus claochlú céime, agus taispeánann figiúirí 7a agus 7c carnadh cáithníní nana-shnáithíneacha. I bhfíor 7b, tá trastomhas na gcáithníní móra a tháirgtear trí chalcination ag 1200 ℃ thart ar 100nm. Léiríonn sé sintéiriú suntasach MA. Ina theannta sin, i gcomparáid le MA-1200, ní chomhiomlánaíonn MA-La-1200 tar éis cóireála teasa. Le cur La leis, bíonn cumas shintéirithe níos fearr ag cáithníní nana-shnáithíneacha. Fiú ag teocht chalcination níos airde, bíonn La dópáilte fós scaipthe go mór ar dhromchla MA. Is féidir MA modhnaithe La a úsáid mar iompróir catalaíoch Pd in imoibriú ocsaídiúcháin C3H8.
Fíor 6 Samhail struchtúir de shintéiriú alúmana le dúile cré neamhchoitianta agus gan iad
Fíor 7 íomhánna TEM de MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) agus MA-La-1200(d)
4 Conclúid
Tugtar isteach dul chun cinn ullmhúcháin agus chur i bhfeidhm feidhmiúil ábhar MA modhnaithe le cré-annamh. Úsáidtear MA modhnaithe le cré-annamh go forleathan. Cé go bhfuil go leor taighde déanta ar fheidhmchláir chatalaíocha, ar chobhsaíocht theirmeach agus ar adshorpú, tá costas ard, méid dópála íseal, droch-ord agus deacair iad a thionsclú ag go leor ábhar. Caithfear an obair seo a leanas a dhéanamh amach anseo: comhdhéanamh agus struchtúr MA modhnaithe le cré-annamh a bharrfheabhsú, an próiseas cuí a roghnú, freastal ar an bhforbairt fheidhmiúil; Samhail rialaithe próisis a bhunú bunaithe ar phróiseas feidhmiúil chun costais a laghdú agus táirgeadh tionsclaíoch a bhaint amach; Chun buntáistí acmhainní cré-annamh na Síne a uasmhéadú, ba cheart dúinn meicníocht mhodhnú MA le cré-annamh a iniúchadh, teoiric agus próiseas ullmhúcháin MA modhnaithe le cré-annamh a fheabhsú.
Tionscadal Ciste: Tionscadal Nuálaíochta Foriomlán Eolaíochta agus Teicneolaíochta Shaanxi (2011KTDZ01-04-01); Tionscadal Taighde Eolaíochta Speisialta Chúige Shaanxi 2019 (19JK0490); tionscadal taighde eolaíochta speisialta 2020 de chuid Choláiste Huaqing, Ollscoil Ailtireachta agus Teicneolaíochta Xi 'an (20KY02)
Foinse: Domhan Neamhchoitianta
Am an phoist: 04 Iúil 2022