दुर्लभ पृथ्वी संशोधित मेसोपोरस एल्यूमिना की अनुप्रयोग प्रगति

गैर-सिलिसस ऑक्साइड में, एल्यूमिना में अच्छे यांत्रिक गुण, उच्च तापमान प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होता है, जबकि मेसोपोरस एल्यूमिना (एमए) में समायोज्य छिद्र आकार, बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र, बड़े छिद्र मात्रा और कम उत्पादन लागत होती है, जिसका व्यापक रूप से उत्प्रेरक में उपयोग किया जाता है। नियंत्रित दवा रिलीज, सोखना और अन्य क्षेत्र, जैसे पेट्रोलियम कच्चे माल की क्रैकिंग, हाइड्रोक्रैकिंग और हाइड्रोडेसल्फराइजेशन। माइक्रोपोरस एल्यूमिना का उपयोग आमतौर पर उद्योग में किया जाता है, लेकिन यह सीधे प्रभावित करेगा एल्यूमिना की गतिविधि, सेवा जीवन और उत्प्रेरक की चयनात्मकता। उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल निकास शुद्धिकरण की प्रक्रिया में, इंजन ऑयल एडिटिव्स से जमा प्रदूषक कोक का निर्माण करेंगे, जिससे उत्प्रेरक छिद्रों में रुकावट आएगी, जिससे उत्प्रेरक की गतिविधि कम हो जाएगी। सर्फैक्टेंट का उपयोग एमए बनाने के लिए एल्यूमिना वाहक की संरचना को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है। इसके उत्प्रेरक प्रदर्शन में सुधार करें।

एमए में बाधा प्रभाव होता है, और उच्च तापमान कैल्सीनेशन के बाद सक्रिय धातुएं निष्क्रिय हो जाती हैं। इसके अलावा, उच्च तापमान कैल्सीनेशन के बाद, मेसोपोरस संरचना ढह जाती है, एमए कंकाल अनाकार अवस्था में होता है, और सतह की अम्लता क्रियाशीलता के क्षेत्र में इसकी आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है। एमए सामग्रियों की उत्प्रेरक गतिविधि, मेसोपोरस संरचना स्थिरता, सतह थर्मल स्थिरता और सतह अम्लता में सुधार के लिए अक्सर संशोधन उपचार की आवश्यकता होती है। सामान्य संशोधन समूहों में धातु हेटरोएटम (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Pt, Zr, आदि) शामिल हैं। ) और धातु ऑक्साइड (TiO2, NiO, Co3O4, CuO, Cu2O, RE2O7, आदि) MA की सतह पर लोड किए गए या कंकाल में डाले गए।

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का विशेष इलेक्ट्रॉन विन्यास इसके यौगिकों को विशेष ऑप्टिकल, विद्युत और चुंबकीय गुण बनाता है, और इसका उपयोग उत्प्रेरक सामग्री, फोटोइलेक्ट्रिक सामग्री, सोखना सामग्री और चुंबकीय सामग्री में किया जाता है। दुर्लभ पृथ्वी संशोधित मेसोपोरस सामग्री एसिड (क्षार) संपत्ति को समायोजित कर सकती है, ऑक्सीजन रिक्ति बढ़ा सकती है, और समान फैलाव और स्थिर नैनोमीटर पैमाने के साथ धातु नैनोक्रिस्टलाइन उत्प्रेरक को संश्लेषित कर सकती है। उपयुक्त छिद्रपूर्ण सामग्री और दुर्लभ पृथ्वी धातु नैनोक्रिस्टल की सतह फैलाव और स्थिरता और कार्बन जमाव में सुधार कर सकती है उत्प्रेरकों का प्रतिरोध. इस पेपर में, उत्प्रेरक प्रदर्शन, थर्मल स्थिरता, ऑक्सीजन भंडारण क्षमता, विशिष्ट सतह क्षेत्र और छिद्र संरचना में सुधार के लिए एमए के दुर्लभ पृथ्वी संशोधन और कार्यात्मकता को पेश किया जाएगा।

1 एमए की तैयारी

1.1 एल्यूमिना वाहक की तैयारी

एल्यूमिना वाहक की तैयारी विधि इसके छिद्र संरचना वितरण को निर्धारित करती है, और इसकी सामान्य तैयारी विधियों में स्यूडो-बोहेमाइट (पीबी) निर्जलीकरण विधि और सोल-जेल विधि शामिल हैं। स्यूडोबोहेमाइट (पीबी) को सबसे पहले कैल्वेट द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और एच+ ने इंटरलेयर पानी युक्त γ-AlOOH कोलाइडल पीबी प्राप्त करने के लिए पेप्टाइजेशन को बढ़ावा दिया था, जिसे एल्यूमिना बनाने के लिए उच्च तापमान पर कैलक्लाइंड और निर्जलित किया गया था। विभिन्न कच्चे माल के अनुसार, इसे अक्सर वर्षा विधि, कार्बोनाइजेशन विधि और अल्कोहल एल्यूमीनियम हाइड्रोलिसिस विधि में विभाजित किया जाता है। पीबी की कोलाइडल घुलनशीलता क्रिस्टलीयता से प्रभावित होती है, और यह क्रिस्टलीयता की वृद्धि के साथ अनुकूलित होती है, और ऑपरेटिंग प्रक्रिया मापदंडों से भी प्रभावित होती है।

पीबी आमतौर पर अवक्षेपण विधि द्वारा तैयार किया जाता है। क्षार को एल्युमिनेट घोल में मिलाया जाता है या एसिड को एल्युमिनेट घोल में मिलाया जाता है और हाइड्रेटेड एल्यूमिना (क्षार अवक्षेपण) प्राप्त करने के लिए अवक्षेपित किया जाता है, या एल्युमिना मोनोहाइड्रेट प्राप्त करने के लिए एसिड को एल्युमिनेट अवक्षेपण में मिलाया जाता है, जिसे पीबी प्राप्त करने के लिए धोया जाता है, सुखाया जाता है और कैलक्लाइंड किया जाता है। वर्षा विधि को संचालित करना आसान है और लागत कम है, जिसका उपयोग अक्सर औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है, लेकिन यह कई कारकों (समाधान पीएच, एकाग्रता, तापमान, आदि) से प्रभावित होता है। और बेहतर फैलाव के साथ कण प्राप्त करने की शर्तें सख्त होती हैं। कार्बोनाइजेशन विधि में, CO2 और NaAlO2 की प्रतिक्रिया से Al(OH)3 प्राप्त होता है, और PB उम्र बढ़ने के बाद प्राप्त किया जा सकता है। इस विधि में सरल संचालन, उच्च उत्पाद गुणवत्ता, कोई प्रदूषण नहीं और कम लागत के फायदे हैं, और यह उच्च उत्प्रेरक गतिविधि, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और कम निवेश और उच्च रिटर्न के साथ उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र के साथ एल्यूमिना तैयार कर सकता है। एल्यूमीनियम एल्कोक्साइड हाइड्रोलिसिस विधि का अक्सर उपयोग किया जाता है उच्च शुद्धता पीबी तैयार करने के लिए। एल्यूमीनियम एल्कोऑक्साइड को एल्यूमीनियम ऑक्साइड मोनोहाइड्रेट बनाने के लिए हाइड्रोलाइज किया जाता है, और फिर उच्च शुद्धता पीबी प्राप्त करने के लिए इलाज किया जाता है, जिसमें अच्छी क्रिस्टलीयता, समान कण आकार, केंद्रित छिद्र आकार वितरण और गोलाकार कणों की उच्च अखंडता होती है। हालाँकि, प्रक्रिया जटिल है, और कुछ विषैले कार्बनिक सॉल्वैंट्स के उपयोग के कारण इसे ठीक करना मुश्किल है।

इसके अलावा, धातुओं के अकार्बनिक लवण या कार्बनिक यौगिकों का उपयोग आमतौर पर सोल-जेल विधि द्वारा एल्यूमिना अग्रदूत तैयार करने के लिए किया जाता है, और सॉल उत्पन्न करने के लिए समाधान तैयार करने के लिए शुद्ध पानी या कार्बनिक सॉल्वैंट्स मिलाया जाता है, जिसे बाद में जेल किया जाता है, सुखाया जाता है और भुना जाता है। वर्तमान में, पीबी निर्जलीकरण विधि के आधार पर एल्यूमिना की तैयारी प्रक्रिया में अभी भी सुधार हुआ है, और कार्बोनाइजेशन विधि अपनी अर्थव्यवस्था और पर्यावरण संरक्षण के कारण औद्योगिक एल्यूमिना उत्पादन के लिए मुख्य विधि बन गई है। सोल-जेल विधि द्वारा तैयार एल्यूमिना ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है इसके अधिक समान छिद्र आकार वितरण के कारण, जो एक संभावित विधि है, लेकिन औद्योगिक अनुप्रयोग को साकार करने के लिए इसमें सुधार की आवश्यकता है।

1.2 एमए की तैयारी

पारंपरिक एल्यूमिना कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है, इसलिए उच्च-प्रदर्शन एमए तैयार करना आवश्यक है। संश्लेषण विधियों में आमतौर पर शामिल हैं: हार्ड टेम्पलेट के रूप में कार्बन मोल्ड के साथ नैनो-कास्टिंग विधि; एसडीए का संश्लेषण: एसडीए और अन्य धनायनित, आयनिक या गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट जैसे नरम टेम्पलेट्स की उपस्थिति में वाष्पीकरण-प्रेरित स्व-संयोजन प्रक्रिया (ईआईएसए)।

1.2.1 ईआईएसए प्रक्रिया

नरम टेम्पलेट का उपयोग अम्लीय स्थिति में किया जाता है, जो कठोर झिल्ली विधि की जटिल और समय लेने वाली प्रक्रिया से बचाता है और एपर्चर के निरंतर मॉड्यूलेशन का एहसास कर सकता है। ईआईएसए द्वारा एमए की तैयारी ने अपनी आसान उपलब्धता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता के कारण बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है। विभिन्न मेसोपोरस संरचनाएँ तैयार की जा सकती हैं। एमए के छिद्र आकार को सर्फेक्टेंट की हाइड्रोफोबिक श्रृंखला की लंबाई को बदलकर या समाधान में एल्यूमीनियम अग्रदूत के लिए हाइड्रोलिसिस उत्प्रेरक के दाढ़ अनुपात को समायोजित करके समायोजित किया जा सकता है। इसलिए, ईआईएसए को उच्च सतह के एक-चरण संश्लेषण और संशोधन सोल-जेल विधि के रूप में भी जाना जाता है। क्षेत्र एमए और ऑर्डर किए गए मेसोपोरस एल्यूमिना (ओएमए), को विभिन्न सॉफ्ट टेम्पलेट्स, जैसे पी123, एफ127, ट्राइथेनॉलमाइन (चाय) आदि पर लागू किया गया है। ईआईएसए मेसोपोरस सामग्री प्रदान करने के लिए ऑर्गेनोएल्यूमीनियम अग्रदूतों, जैसे एल्यूमीनियम एल्कोक्साइड और सर्फैक्टेंट टेम्पलेट्स, आमतौर पर एल्यूमीनियम आइसोप्रोपॉक्साइड और पी 123 की सह-असेंबली प्रक्रिया को प्रतिस्थापित कर सकता है। ईआईएसए प्रक्रिया के सफल विकास के लिए स्थिर सोल प्राप्त करने के लिए हाइड्रोलिसिस और संक्षेपण कैनेटीक्स के सटीक समायोजन की आवश्यकता होती है। सोल में सर्फैक्टेंट मिसेल द्वारा गठित मेसोफ़ेज़ के विकास की अनुमति दें।

ईआईएसए प्रक्रिया में, गैर-जलीय सॉल्वैंट्स (जैसे इथेनॉल) और कार्बनिक कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों का उपयोग ऑर्गेनोएल्यूमिनियम अग्रदूतों की हाइड्रोलिसिस और संक्षेपण दर को प्रभावी ढंग से धीमा कर सकता है और अल (ओआर) 3 और ओएमए सामग्रियों की स्व-संयोजन को प्रेरित कर सकता है। एल्यूमीनियम आइसोप्रोपॉक्साइड। हालाँकि, गैर-जलीय वाष्पशील सॉल्वैंट्स में, सर्फेक्टेंट टेम्पलेट आमतौर पर अपनी हाइड्रोफिलिसिटी/हाइड्रोफोबिसिटी खो देते हैं। इसके अलावा, हाइड्रोलिसिस और पॉलीकंडेनसेशन की देरी के कारण, मध्यवर्ती उत्पाद में हाइड्रोफोबिक समूह होता है, जिससे सर्फैक्टेंट टेम्पलेट के साथ बातचीत करना मुश्किल हो जाता है। केवल जब सॉल्वेंट वाष्पीकरण की प्रक्रिया में सर्फेक्टेंट की सांद्रता और एल्यूमीनियम के हाइड्रोलिसिस और पॉलीकंडेनसेशन की डिग्री धीरे-धीरे बढ़ जाती है, तो टेम्पलेट और एल्यूमीनियम की स्व-संयोजन हो सकती है। इसलिए, कई पैरामीटर जो सॉल्वैंट्स की वाष्पीकरण स्थितियों और अग्रदूतों की हाइड्रोलिसिस और संक्षेपण प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं, जैसे तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, उत्प्रेरक, विलायक वाष्पीकरण दर इत्यादि, अंतिम असेंबली संरचना को प्रभावित करेंगे। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 1, उच्च तापीय स्थिरता और उच्च उत्प्रेरक प्रदर्शन वाली ओएमए सामग्रियों को सॉल्वोथर्मल सहायता प्राप्त वाष्पीकरण प्रेरित स्व-असेंबली (एसए-ईआईएसए) द्वारा संश्लेषित किया गया था। सॉल्वोथर्मल उपचार ने छोटे आकार के क्लस्टर एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्सिल समूहों को बनाने के लिए एल्यूमीनियम अग्रदूतों के पूर्ण हाइड्रोलिसिस को बढ़ावा दिया, जिसने सर्फेक्टेंट और एल्यूमीनियम के बीच बातचीत को बढ़ाया। ईआईएसए प्रक्रिया में दो-आयामी हेक्सागोनल मेसोफ़ेज़ का गठन किया गया और ओएमए सामग्री बनाने के लिए 400 ℃ पर कैलक्लाइंड किया गया। पारंपरिक ईआईएसए प्रक्रिया में, वाष्पीकरण प्रक्रिया ऑर्गेनोएल्यूमीनियम अग्रदूत के हाइड्रोलिसिस के साथ होती है, इसलिए वाष्पीकरण की स्थिति प्रतिक्रिया और ओएमए की अंतिम संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। सॉल्वोथर्मल उपचार चरण एल्यूमीनियम अग्रदूत के पूर्ण हाइड्रोलिसिस को बढ़ावा देता है और आंशिक रूप से संघनित क्लस्टर एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्सिल समूहों का उत्पादन करता है। ओएमए वाष्पीकरण स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला के तहत बनता है। पारंपरिक ईआईएसए विधि द्वारा तैयार एमए की तुलना में, एसए-ईआईएसए विधि द्वारा तैयार ओएमए में उच्च छिद्र मात्रा, बेहतर विशिष्ट सतह क्षेत्र और बेहतर थर्मल स्थिरता है। भविष्य में, रीमिंग एजेंट का उपयोग किए बिना उच्च रूपांतरण दर और उत्कृष्ट चयनात्मकता के साथ अल्ट्रा-बड़े एपर्चर एमए तैयार करने के लिए ईआईएसए विधि का उपयोग किया जा सकता है।

ओएमए सामग्रियों को संश्लेषित करने के लिए एसए-ईआईएसए विधि का चित्र 1 प्रवाह चार्ट

1.2.2 अन्य प्रक्रियाएँ

पारंपरिक एमए की तैयारी के लिए स्पष्ट मेसोपोरस संरचना प्राप्त करने के लिए संश्लेषण मापदंडों के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, और टेम्पलेट सामग्रियों को हटाना भी चुनौतीपूर्ण होता है, जो संश्लेषण प्रक्रिया को जटिल बनाता है। वर्तमान में, कई साहित्यों ने विभिन्न टेम्पलेट्स के साथ एमए के संश्लेषण की सूचना दी है। हाल के वर्षों में, अनुसंधान मुख्य रूप से जलीय घोल में एल्यूमीनियम आइसोप्रोपॉक्साइड द्वारा ग्लूकोज, सुक्रोज और स्टार्च के साथ एमए के संश्लेषण पर केंद्रित है। इनमें से अधिकांश एमए सामग्री एल्यूमीनियम स्रोतों के रूप में एल्यूमीनियम नाइट्रेट, सल्फेट और एल्कोक्साइड से संश्लेषित की जाती है। एमए सीटीएबी को एल्यूमीनियम स्रोत के रूप में पीबी के प्रत्यक्ष संशोधन द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है। विभिन्न संरचनात्मक गुणों के साथ एमए, यानी Al2O3)-1, Al2O3)-2 और al2o3और अच्छी तापीय स्थिरता है। सर्फैक्टेंट के जुड़ने से पीबी की अंतर्निहित क्रिस्टल संरचना नहीं बदलती है, लेकिन कणों के स्टैकिंग मोड में परिवर्तन होता है। इसके अलावा, Al2O3-3 का निर्माण कार्बनिक विलायक पीईजी द्वारा स्थिर नैनोकणों के आसंजन या पीईजी के आसपास एकत्रीकरण से होता है। हालाँकि, Al2O3-1 का छिद्र आकार वितरण बहुत संकीर्ण है। इसके अलावा, पैलेडियम-आधारित उत्प्रेरक को वाहक के रूप में सिंथेटिक एमए के साथ तैयार किया गया था। मीथेन दहन प्रतिक्रिया में, Al2O3-3 द्वारा समर्थित उत्प्रेरक ने अच्छा उत्प्रेरक प्रदर्शन दिखाया।

पहली बार, अपेक्षाकृत संकीर्ण छिद्र आकार वितरण वाला एमए सस्ते और एल्यूमीनियम युक्त एल्यूमीनियम ब्लैक स्लैग एबीडी का उपयोग करके तैयार किया गया था। उत्पादन प्रक्रिया में कम तापमान और सामान्य दबाव पर निष्कर्षण प्रक्रिया शामिल है। निष्कर्षण प्रक्रिया में बचे ठोस कण पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करेंगे, और उन्हें कम जोखिम के साथ ढेर किया जा सकता है या ठोस अनुप्रयोग में भराव या समुच्चय के रूप में पुन: उपयोग किया जा सकता है। संश्लेषित एमए का विशिष्ट सतह क्षेत्र 123~162m2/g है, छिद्र आकार वितरण संकीर्ण है, शिखर त्रिज्या 5.3nm है, और सरंध्रता 0.37 सेमी3/g है। सामग्री नैनो-आकार की है और क्रिस्टल का आकार लगभग 11nm है। सॉलिड-स्टेट संश्लेषण एमए को संश्लेषित करने की एक नई प्रक्रिया है, जिसका उपयोग नैदानिक ​​​​उपयोग के लिए रेडियोकेमिकल अवशोषक का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है। एल्यूमीनियम क्लोराइड, अमोनियम कार्बोनेट और ग्लूकोज कच्चे माल को 1: 1.5: 1.5 के दाढ़ अनुपात में मिश्रित किया जाता है, और एमए को एक नई ठोस-अवस्था मैकेनोकेमिकल प्रतिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जाता है। थर्मल बैटरी उपकरण में 131I को केंद्रित करके, एकाग्रता के बाद 131I की कुल उपज 90 है %, और प्राप्त 131I[NaI] समाधान में उच्च रेडियोधर्मी सांद्रता (1.7TBq/mL) है, जिससे बड़े पैमाने पर उपयोग का एहसास होता है थायराइड कैंसर के इलाज के लिए खुराक131I[NaI] कैप्सूल।

संक्षेप में, भविष्य में, बहु-स्तरीय आदेशित छिद्र संरचनाओं के निर्माण के लिए छोटे आणविक टेम्पलेट भी विकसित किए जा सकते हैं, सामग्री की संरचना, आकारिकी और सतह रासायनिक गुणों को प्रभावी ढंग से समायोजित कर सकते हैं, और बड़े सतह क्षेत्र और ऑर्डर किए गए वर्महोल एमए उत्पन्न कर सकते हैं। सस्ते टेम्पलेट और एल्यूमीनियम स्रोतों का पता लगाएं, संश्लेषण प्रक्रिया को अनुकूलित करें, संश्लेषण तंत्र को स्पष्ट करें और प्रक्रिया का मार्गदर्शन करें।

2 एमए की संशोधन विधि

एमए वाहक पर सक्रिय घटकों को समान रूप से वितरित करने के तरीकों में संसेचन, इन-सीटू संश्लेषण, वर्षा, आयन विनिमय, यांत्रिक मिश्रण और पिघलना शामिल है, जिनमें से पहले दो का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

2.1 इन-सीटू संश्लेषण विधि

कार्यात्मक संशोधन में उपयोग किए जाने वाले समूहों को सामग्री की कंकाल संरचना को संशोधित और स्थिर करने और उत्प्रेरक प्रदर्शन में सुधार करने के लिए एमए तैयार करने की प्रक्रिया में जोड़ा जाता है। प्रक्रिया चित्र 2 में दिखाई गई है। लियू एट अल। टेम्पलेट के रूप में P123 के साथ Ni/Mo-Al2O3 को यथास्थान संश्लेषित किया गया। एमए की मेसोपोरस संरचना को नष्ट किए बिना, नी और मो दोनों को क्रमबद्ध एमए चैनलों में फैलाया गया था, और उत्प्रेरक प्रदर्शन में स्पष्ट रूप से सुधार हुआ था। संश्लेषित गामा-al2o3 सब्सट्रेट पर इन-सीटू विकास विधि को अपनाना, γ-Al2O3 की तुलना में, MnO2-Al2O3 में बड़ा BET विशिष्ट सतह क्षेत्र और छिद्र मात्रा है, और इसमें संकीर्ण छिद्र आकार वितरण के साथ एक बिमोडल मेसोपोरस संरचना है। MnO2-Al2O3 में F- के लिए तेज सोखने की दर और उच्च दक्षता है, और इसमें एक विस्तृत pH अनुप्रयोग सीमा (pH=4~10) है, जो व्यावहारिक औद्योगिक अनुप्रयोग स्थितियों के लिए उपयुक्त है। MnO2-Al2O3 का पुनर्चक्रण प्रदर्शन γ-Al2O की तुलना में बेहतर है। संरचनात्मक स्थिरता को और अधिक अनुकूलित करने की आवश्यकता है। संक्षेप में, इन-सीटू संश्लेषण द्वारा प्राप्त एमए संशोधित सामग्रियों में अच्छा संरचनात्मक क्रम, समूहों और एल्यूमिना वाहकों के बीच मजबूत संपर्क, तंग संयोजन, बड़े सामग्री भार होते हैं, और उत्प्रेरक प्रतिक्रिया प्रक्रिया में सक्रिय घटकों के बहाव का कारण बनना आसान नहीं होता है। , और उत्प्रेरक प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है।

चित्र 2 इन-सीटू संश्लेषण द्वारा कार्यात्मक एमए की तैयारी

2.2 संसेचन विधि

तैयार एमए को संशोधित समूह में विसर्जित करना, और उपचार के बाद संशोधित एमए सामग्री प्राप्त करना, ताकि उत्प्रेरण, सोखना और इसी तरह के प्रभावों का एहसास हो सके। कै एट अल. सोल-जेल विधि द्वारा पी123 से एमए तैयार किया गया, और मजबूत सोखना प्रदर्शन के साथ अमीनो संशोधित एमए सामग्री प्राप्त करने के लिए इसे इथेनॉल और टेट्राएथिलीनपेंटमाइन समाधान में भिगोया गया। इसके अलावा, बेल्कासेमी एट अल। ऑर्डर किए गए जिंक डोप्ड संशोधित एमए सामग्री प्राप्त करने के लिए उसी प्रक्रिया द्वारा ZnCl2 समाधान में डुबोया गया। विशिष्ट सतह क्षेत्र और छिद्र की मात्रा क्रमशः 394m2/g और 0.55 cm3/g है। इन-सीटू संश्लेषण विधि की तुलना में, संसेचन विधि में बेहतर तत्व फैलाव, स्थिर मेसोपोरस संरचना और अच्छा सोखना प्रदर्शन होता है, लेकिन सक्रिय घटकों और एल्यूमिना वाहक के बीच संपर्क बल कमजोर होता है, और उत्प्रेरक गतिविधि बाहरी कारकों द्वारा आसानी से हस्तक्षेप करती है।

3 कार्यात्मक प्रगति

विशेष गुणों वाले दुर्लभ पृथ्वी एमए का संश्लेषण भविष्य में विकास की प्रवृत्ति है। वर्तमान में, कई संश्लेषण विधियाँ हैं। प्रक्रिया पैरामीटर एमए के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। एमए के विशिष्ट सतह क्षेत्र, छिद्र की मात्रा और छिद्र व्यास को टेम्पलेट प्रकार और एल्यूमीनियम अग्रदूत संरचना द्वारा समायोजित किया जा सकता है। कैल्सीनेशन तापमान और पॉलिमर टेम्पलेट एकाग्रता एमए के विशिष्ट सतह क्षेत्र और छिद्र मात्रा को प्रभावित करते हैं। सुजुकी और यामूची ने पाया कि कैल्सिनेशन तापमान 500℃ से 900℃ तक बढ़ गया था। एपर्चर को बढ़ाया जा सकता है और सतह क्षेत्र को कम किया जा सकता है। इसके अलावा, दुर्लभ पृथ्वी संशोधन उपचार उत्प्रेरक प्रक्रिया में एमए सामग्रियों की गतिविधि, सतह थर्मल स्थिरता, संरचनात्मक स्थिरता और सतह अम्लता में सुधार करता है, और एमए कार्यात्मकता के विकास को पूरा करता है।

3.1 डीफ्लोरिनेशन अवशोषक

चीन में पीने के पानी में फ्लोरीन गंभीर रूप से हानिकारक है। इसके अलावा, औद्योगिक जिंक सल्फेट समाधान में फ्लोरीन सामग्री में वृद्धि से इलेक्ट्रोड प्लेट का क्षरण होगा, काम के माहौल में गिरावट होगी, इलेक्ट्रिक जिंक की गुणवत्ता में गिरावट होगी और एसिड बनाने वाली प्रणाली में पुनर्नवीनीकरण पानी की मात्रा में कमी होगी। और फ्लुइडाइज्ड बेड फर्नेस रोस्टिंग ग्रिप गैस की इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया। वर्तमान में, गीले डीफ्लोरिनेशन के सामान्य तरीकों में सोखना विधि सबसे आकर्षक है। हालांकि, इसमें कुछ कमियां हैं, जैसे खराब सोखना क्षमता, संकीर्ण उपलब्ध पीएच रेंज, माध्यमिक प्रदूषण इत्यादि। सक्रिय कार्बन, अनाकार एल्यूमिना, सक्रिय एल्यूमिना और अन्य अधिशोषक का उपयोग पानी के डीफ्लोरिनेशन के लिए किया गया है, लेकिन अधिशोषक की लागत अधिक है, और एफ-इन तटस्थ समाधान या उच्च सांद्रता की सोखने की क्षमता कम है। सक्रिय एल्यूमिना सबसे व्यापक रूप से बन गया है तटस्थ पीएच मान पर फ्लोराइड के प्रति इसकी उच्च आत्मीयता और चयनात्मकता के कारण फ्लोराइड हटाने के लिए अधिशोषक का अध्ययन किया गया है, लेकिन यह फ्लोराइड की खराब सोखने की क्षमता के कारण सीमित है, और केवल पीएच <6 पर इसका फ्लोराइड सोखने का प्रदर्शन अच्छा हो सकता है। एमए ने अपने बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र, अद्वितीय छिद्र आकार प्रभाव, एसिड-बेस प्रदर्शन, थर्मल और यांत्रिक स्थिरता के कारण पर्यावरण प्रदूषण नियंत्रण में व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। कुंडू एट अल. 62.5 मिलीग्राम/ग्राम की अधिकतम फ्लोरीन सोखने की क्षमता के साथ एमए तैयार किया गया। एमए की फ्लोरीन सोखने की क्षमता इसकी संरचनात्मक विशेषताओं, जैसे विशिष्ट सतह क्षेत्र, सतह कार्यात्मक समूह, छिद्र आकार और कुल छिद्र आकार से काफी प्रभावित होती है। एमए की संरचना और प्रदर्शन का समायोजन इसके सोखने के प्रदर्शन को बेहतर बनाने का एक महत्वपूर्ण तरीका है।

ला के कठोर अम्ल और फ्लोरीन की कठोर क्षारकता के कारण, ला और फ्लोरीन आयनों के बीच एक मजबूत संबंध है। हाल के वर्षों में, कुछ अध्ययनों से पता चला है कि ला एक संशोधक के रूप में फ्लोराइड की सोखने की क्षमता में सुधार कर सकता है। हालाँकि, दुर्लभ पृथ्वी अवशोषक की कम संरचनात्मक स्थिरता के कारण, अधिक दुर्लभ पृथ्वी को घोल में प्रवाहित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप द्वितीयक जल प्रदूषण होता है और मानव स्वास्थ्य को नुकसान होता है। दूसरी ओर, जलीय वातावरण में एल्युमीनियम की उच्च सांद्रता मानव स्वास्थ्य के लिए जहरों में से एक है। इसलिए, फ्लोरीन हटाने की प्रक्रिया में अच्छी स्थिरता और अन्य तत्वों की कोई लीचिंग या कम लीचिंग के साथ एक प्रकार का मिश्रित अवशोषक तैयार करना आवश्यक है। La और Ce द्वारा संशोधित MA संसेचन विधि (La/MA और Ce/MA) द्वारा तैयार किया गया था। दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड को पहली बार एमए सतह पर सफलतापूर्वक लोड किया गया था, जिसमें उच्च डीफ्लोरिनेशन प्रदर्शन था। फ्लोरीन हटाने के मुख्य तंत्र इलेक्ट्रोस्टैटिक सोखना और रासायनिक सोखना हैं, सतह सकारात्मक चार्ज और लिगैंड विनिमय प्रतिक्रिया का इलेक्ट्रॉन आकर्षण सतह हाइड्रॉक्सिल के साथ जुड़ता है, अधिशोषक सतह पर हाइड्रॉक्सिल कार्यात्मक समूह F- के साथ हाइड्रोजन बंधन उत्पन्न करता है, La और Ce के संशोधन से फ्लोरीन की सोखने की क्षमता में सुधार होता है, La/MA में अधिक हाइड्रॉक्सिल होता है सोखना साइटें, और F की सोखना क्षमता La/MA>Ce/MA>MA के क्रम में है। प्रारंभिक सांद्रता में वृद्धि के साथ, फ्लोरीन की सोखने की क्षमता बढ़ जाती है। पीएच 5 ~ 9 होने पर सोखना प्रभाव सबसे अच्छा होता है, और फ्लोरीन की सोखने की प्रक्रिया लैंगमुइर इज़ोटेर्मल सोखना मॉडल के अनुरूप होती है। इसके अलावा, एल्यूमिना में सल्फेट आयनों की अशुद्धियाँ भी नमूनों की गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं। यद्यपि दुर्लभ पृथ्वी संशोधित एल्यूमिना पर संबंधित शोध किया गया है, अधिकांश शोध सोखने की प्रक्रिया पर केंद्रित है, जिसका औद्योगिक रूप से उपयोग करना मुश्किल है। भविष्य में, हम जिंक सल्फेट समाधान में फ्लोरीन कॉम्प्लेक्स के पृथक्करण तंत्र का अध्ययन कर सकते हैं। और फ्लोरीन आयनों की प्रवासन विशेषताएँ, जिंक हाइड्रोमेटालर्जी प्रणाली में जिंक सल्फेट समाधान के डीफ्लोरिनेशन के लिए कुशल, कम लागत और नवीकरणीय फ्लोरीन आयन अधिशोषक प्राप्त करें, और एक प्रक्रिया नियंत्रण स्थापित करें दुर्लभ पृथ्वी एमए नैनो अवशोषक पर आधारित उच्च फ्लोरीन समाधान के उपचार के लिए मॉडल।

3.2 उत्प्रेरक

3.2.1 मीथेन का शुष्क सुधार

दुर्लभ पृथ्वी झरझरा पदार्थों की अम्लता (मूलभूतता) को समायोजित कर सकती है, ऑक्सीजन रिक्ति बढ़ा सकती है, और समान फैलाव, नैनोमीटर पैमाने और स्थिरता के साथ उत्प्रेरक को संश्लेषित कर सकती है। इसका उपयोग अक्सर CO2 के मिथेनेशन को उत्प्रेरित करने के लिए उत्कृष्ट धातुओं और संक्रमण धातुओं का समर्थन करने के लिए किया जाता है। वर्तमान में, दुर्लभ पृथ्वी संशोधित मेसोपोरस सामग्री मीथेन शुष्क सुधार (एमडीआर), वीओसी के फोटोकैटलिटिक क्षरण और टेल गैस शुद्धिकरण की दिशा में विकसित हो रही है। उत्कृष्ट धातुओं (जैसे पीडी, आरयू, आरएच, आदि) और अन्य संक्रमण धातुओं (जैसे) की तुलना में Co, Fe, आदि), Ni/Al2O3 उत्प्रेरक का व्यापक रूप से इसकी उच्च उत्प्रेरक गतिविधि और चयनात्मकता, उच्च स्थिरता और मीथेन के लिए कम लागत के लिए उपयोग किया जाता है। हालाँकि, Ni/Al2O3 की सतह पर Ni नैनोकणों के सिंटरिंग और कार्बन जमाव से उत्प्रेरक तेजी से निष्क्रिय हो जाता है। इसलिए, उत्प्रेरक गतिविधि, स्थिरता और झुलसा प्रतिरोध में सुधार के लिए त्वरक जोड़ना, उत्प्रेरक वाहक को संशोधित करना और तैयारी मार्ग में सुधार करना आवश्यक है। सामान्य तौर पर, दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड का उपयोग विषम उत्प्रेरक में संरचनात्मक और इलेक्ट्रॉनिक प्रमोटर के रूप में किया जा सकता है, और CeO2 Ni के फैलाव में सुधार करता है और मजबूत धातु समर्थन इंटरैक्शन के माध्यम से धात्विक Ni के गुणों को बदलता है।

एमए का उपयोग व्यापक रूप से धातुओं के फैलाव को बढ़ाने और सक्रिय धातुओं को उनके एकत्रीकरण को रोकने के लिए संयम प्रदान करने के लिए किया जाता है। उच्च ऑक्सीजन भंडारण क्षमता वाला La2O3 रूपांतरण प्रक्रिया में कार्बन प्रतिरोध को बढ़ाता है, और La2O3 मेसोपोरस एल्यूमिना पर Co के फैलाव को बढ़ावा देता है, जिसमें उच्च सुधार गतिविधि और लचीलापन है। La2O3 प्रमोटर Co/MA उत्प्रेरक की MDR गतिविधि को बढ़ाता है, और उत्प्रेरक सतह पर Co3O4 और CoAl2O4 चरण बनते हैं। हालांकि, अत्यधिक फैले हुए La2O3 में 8nm~10nm के छोटे दाने होते हैं। एमडीआर प्रक्रिया में, La2O3 और CO2 के बीच इन-सीटू इंटरैक्शन ने La2O2CO3 मेसोफ़ेज़ का निर्माण किया, जिसने उत्प्रेरक सतह पर CxHy के प्रभावी उन्मूलन को प्रेरित किया। La2O3 उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रदान करके और 10%Co/MA में ऑक्सीजन रिक्ति को बढ़ाकर हाइड्रोजन कटौती को बढ़ावा देता है। La2O3 के जुड़ने से CH4 की खपत की स्पष्ट सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है। इसलिए, 1073K K पर CH4 की रूपांतरण दर बढ़कर 93.7% हो गई। La2O3 के जुड़ने से उत्प्रेरक गतिविधि में सुधार हुआ, H2 की कमी को बढ़ावा मिला, Co0 सक्रिय साइटों की संख्या में वृद्धि हुई, कम जमा कार्बन उत्पन्न हुआ और ऑक्सीजन रिक्ति 73.3% तक बढ़ गई।

ली ज़ियाओफ़ेंग में समान मात्रा संसेचन विधि द्वारा Ni/Al2O3 उत्प्रेरक पर Ce और Pr का समर्थन किया गया था। Ce और Pr जोड़ने के बाद, H2 की चयनात्मकता बढ़ गई और CO की चयनात्मकता कम हो गई। पीआर द्वारा संशोधित एमडीआर में उत्कृष्ट उत्प्रेरक क्षमता थी, और एच2 की चयनात्मकता 64.5% से बढ़कर 75.6% हो गई, जबकि सीओ की चयनात्मकता 31.4% पेंग शूजिंग एट अल से कम हो गई। प्रयुक्त सोल-जेल विधि, सीई-संशोधित एमए को एल्यूमीनियम आइसोप्रोपॉक्साइड, आइसोप्रोपेनॉल सॉल्वेंट और सेरियम नाइट्रेट हेक्साहाइड्रेट के साथ तैयार किया गया था। उत्पाद का विशिष्ट सतह क्षेत्र थोड़ा बढ़ाया गया था। Ce के जुड़ने से MA सतह पर रॉड जैसे नैनोकणों का एकत्रीकरण कम हो गया। γ-Al2O3 की सतह पर कुछ हाइड्रॉक्सिल समूह मूल रूप से Ce यौगिकों द्वारा कवर किए गए थे। एमए की थर्मल स्थिरता में सुधार हुआ था, और 10 घंटे के लिए 1000 ℃ पर कैल्सीनेशन के बाद कोई क्रिस्टल चरण परिवर्तन नहीं हुआ। वांग बाओवेई एट अल। सहअवक्षेपण विधि द्वारा MA सामग्री CeO2-Al2O4 तैयार की गई। घन छोटे कणों के साथ CeO2 एल्यूमिना में समान रूप से फैला हुआ था। CeO2-Al2O4 पर Co और Mo का समर्थन करने के बाद, एल्यूमिना और सक्रिय घटक Co और Mo के बीच बातचीत को CEO2 द्वारा प्रभावी ढंग से बाधित किया गया था।

दुर्लभ पृथ्वी प्रमोटरों (ला, सीई, वाई और एसएम) को एमडीआर के लिए सीओ/एमए उत्प्रेरक के साथ जोड़ा जाता है, और प्रक्रिया को चित्र में दिखाया गया है। 3. दुर्लभ पृथ्वी प्रवर्तक एमए वाहक पर सह के फैलाव में सुधार कर सकते हैं और सह कणों के ढेर को रोक सकते हैं। कण का आकार जितना छोटा होगा, सह-एमए अंतःक्रिया उतनी ही मजबूत होगी, वाईसीओ/एमए उत्प्रेरक में उत्प्रेरक और सिंटरिंग क्षमता उतनी ही मजबूत होगी, और एमडीआर गतिविधि और कार्बन जमाव पर कई प्रमोटरों के सकारात्मक प्रभाव होंगे। चित्र। 8 घंटे के लिए 1023K, Co2: ch4: N2 = 1 ∶ 1 ∶ 3.1 पर एमडीआर उपचार के बाद 4 एक एचआरटीईएम इमेज है। सह कण काले धब्बों के रूप में मौजूद होते हैं, जबकि एमए वाहक भूरे रंग के रूप में मौजूद होते हैं, जो इलेक्ट्रॉन घनत्व के अंतर पर निर्भर करता है। 10%Co/MA (चित्र 4बी) के साथ एचआरटीईएम छवि में, सह धातु कणों का संचय मा वाहकों पर देखा जाता है। दुर्लभ पृथ्वी प्रमोटर के जुड़ने से सह कण 11.0 एनएम ~ 12.5 एनएम तक कम हो जाते हैं। YCo/MA में मजबूत Co-MA इंटरेक्शन है, और इसका सिंटरिंग प्रदर्शन अन्य उत्प्रेरकों की तुलना में बेहतर है। इसके अलावा, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 4बी से 4एफ, उत्प्रेरक पर खोखले कार्बन नैनोवायर (सीएनएफ) उत्पन्न होते हैं, जो गैस प्रवाह के संपर्क में रहते हैं और उत्प्रेरक को निष्क्रिय होने से रोकते हैं।

चित्र 3 सह/एमए उत्प्रेरक के भौतिक और रासायनिक गुणों और एमडीआर उत्प्रेरक प्रदर्शन पर दुर्लभ पृथ्वी संयोजन का प्रभाव

3.2.2 डीऑक्सीडेशन उत्प्रेरक

Fe2O3/Meso-CeAl, एक Ce-doped Fe-आधारित डीऑक्सीडेशन उत्प्रेरक, नरम ऑक्सीडेंट के रूप में CO2 के साथ 1-ब्यूटेन के ऑक्सीडेटिव डिहाइड्रोजनेशन द्वारा तैयार किया गया था, और 1,3-ब्यूटाडीन (BD) के संश्लेषण में उपयोग किया गया था। सीई एल्यूमिना मैट्रिक्स में अत्यधिक फैला हुआ था, और Fe2O3/मेसो अत्यधिक फैला हुआ थाFe2O3/Meso-CeAl-100 उत्प्रेरक में न केवल अत्यधिक बिखरी हुई लौह प्रजातियां और अच्छे संरचनात्मक गुण हैं, बल्कि अच्छी ऑक्सीजन भंडारण क्षमता भी है, इसलिए इसमें अच्छी सोखना और सक्रियण क्षमता है CO2 का. जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, TEM छवियां दिखाती हैं कि Fe2O3/Meso-CeAl-100 नियमित है। यह दर्शाता है कि MesoCeAl-100 की कृमि जैसी चैनल संरचना ढीली और छिद्रपूर्ण है, जो सक्रिय अवयवों के फैलाव के लिए फायदेमंद है, जबकि अत्यधिक फैला हुआ Ce एल्यूमिना मैट्रिक्स में सफलतापूर्वक डोप किया गया है। मोटर वाहनों के अति-निम्न उत्सर्जन मानक को पूरा करने वाली उत्कृष्ट धातु उत्प्रेरक कोटिंग सामग्री ने छिद्र संरचना, अच्छी हाइड्रोथर्मल स्थिरता और बड़ी ऑक्सीजन भंडारण क्षमता विकसित की है।

3.2.3 वाहनों के लिए उत्प्रेरक

Pd-Rh ने ऑटोमोटिव उत्प्रेरक कोटिंग सामग्री प्राप्त करने के लिए चतुर्धातुक एल्यूमीनियम-आधारित दुर्लभ पृथ्वी कॉम्प्लेक्स AlCeZrTiOx और AlLaZrTiOx का समर्थन किया। मेसोपोरस एल्यूमीनियम-आधारित दुर्लभ पृथ्वी कॉम्प्लेक्स पीडी-आरएच/एएलसी को अच्छी स्थायित्व के साथ सीएनजी वाहन निकास शुद्धिकरण उत्प्रेरक के रूप में सफलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है, और सीएनजी वाहन निकास गैस के मुख्य घटक सीएच 4 की रूपांतरण दक्षता 97.8% तक है। स्व-संयोजन का एहसास करने के लिए उस दुर्लभ पृथ्वी मा मिश्रित सामग्री को तैयार करने के लिए हाइड्रोथर्मल वन-स्टेप विधि को अपनाएं, मेटास्टेबल स्थिति और उच्च एकत्रीकरण के साथ ऑर्डर किए गए मेसोपोरस अग्रदूतों को संश्लेषित किया गया, और आरई-अल का संश्लेषण "यौगिक विकास इकाई" के मॉडल के अनुरूप हुआ। , इस प्रकार ऑटोमोबाइल निकास पोस्ट-माउंटेड थ्री-वे कैटेलिटिक कनवर्टर की शुद्धि का एहसास होता है।

चित्र: MA (a), Co/ MA(b), LaCo/MA(c), CeCo/MA(d), YCo/MA(e) और smCo/MA(f) की 4 HRTEM छवियां

चित्र 5 Fe2O3/Meso-CeAl-100 की TEM छवि (ए) और ईडीएस तत्व आरेख (बी,सी)

3.3 चमकदार प्रदर्शन

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के इलेक्ट्रॉन विभिन्न ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के लिए आसानी से उत्तेजित होते हैं और प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। दुर्लभ पृथ्वी आयनों का उपयोग अक्सर ल्यूमिनसेंट सामग्री तैयार करने के लिए सक्रियकर्ता के रूप में किया जाता है। दुर्लभ पृथ्वी आयनों को सह-अवक्षेपण विधि और आयन विनिमय विधि द्वारा एल्यूमीनियम फॉस्फेट खोखले माइक्रोस्फीयर की सतह पर लोड किया जा सकता है, और ल्यूमिनसेंट सामग्री AlPO4∶RE(La,Ce,Pr,Nd) तैयार किया जा सकता है। ल्यूमिनसेंट तरंग दैर्ध्य निकट पराबैंगनी क्षेत्र में है। एमए को इसकी जड़ता, कम ढांकता हुआ स्थिरांक और कम चालकता के कारण पतली फिल्मों में बनाया जाता है, जो इसे विद्युत और ऑप्टिकल उपकरणों, पतली फिल्मों, बाधाओं, सेंसर आदि पर लागू करता है। यह भी कर सकता है प्रतिक्रिया संवेदन एक-आयामी फोटोनिक क्रिस्टल, ऊर्जा उत्पादन और विरोधी-प्रतिबिंब कोटिंग्स के लिए उपयोग किया जाता है। ये उपकरण निश्चित ऑप्टिकल पथ लंबाई वाली स्टैक्ड फिल्में हैं, इसलिए अपवर्तक सूचकांक और मोटाई को नियंत्रित करना आवश्यक है। वर्तमान में, उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले टाइटेनियम डाइऑक्साइड और ज़िरकोनियम ऑक्साइड और कम अपवर्तक सूचकांक वाले सिलिकॉन डाइऑक्साइड का उपयोग अक्सर ऐसे उपकरणों को डिजाइन और निर्माण करने के लिए किया जाता है। . विभिन्न सतह रासायनिक गुणों वाली सामग्रियों की उपलब्धता सीमा का विस्तार किया गया है, जिससे उन्नत फोटॉन सेंसर डिजाइन करना संभव हो गया है। ऑप्टिकल उपकरणों के डिजाइन में एमए और ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड फिल्मों की शुरूआत काफी संभावनाएं दिखाती है क्योंकि अपवर्तक सूचकांक सिलिकॉन डाइऑक्साइड के समान है। लेकिन रासायनिक गुण अलग हैं।

3.4 थर्मल स्थिरता

तापमान में वृद्धि के साथ, सिंटरिंग एमए उत्प्रेरक के उपयोग प्रभाव को गंभीर रूप से प्रभावित करती है, और विशिष्ट सतह क्षेत्र कम हो जाता है और क्रिस्टलीय चरण में γ-Al2O3 δ और θ से χ चरणों में बदल जाता है। दुर्लभ पृथ्वी सामग्रियों में अच्छी रासायनिक स्थिरता और थर्मल स्थिरता, उच्च अनुकूलनशीलता और आसानी से उपलब्ध और सस्ते कच्चे माल होते हैं। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से वाहक की थर्मल स्थिरता, उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों में सुधार हो सकता है, और वाहक की सतह अम्लता को समायोजित किया जा सकता है। ला और सीई सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले और अध्ययन किए गए संशोधन तत्व हैं। लू वेइगुआंग और अन्य ने पाया कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से एल्यूमिना कणों के बड़े पैमाने पर प्रसार को प्रभावी ढंग से रोका गया, ला और सीई ने एल्यूमिना की सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूहों की रक्षा की, सिंटरिंग और चरण परिवर्तन को रोक दिया, और मेसोपोरस संरचना को उच्च तापमान के नुकसान को कम किया। . तैयार एल्यूमिना में अभी भी उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र और छिद्र मात्रा है। हालांकि, बहुत अधिक या बहुत कम दुर्लभ पृथ्वी तत्व एल्यूमिना की थर्मल स्थिरता को कम कर देगा। ली यान्किउ एट अल। 5% La2O3 से γ-Al2O3 जोड़ा गया, जिससे थर्मल स्थिरता में सुधार हुआ और एल्यूमिना वाहक के छिद्र की मात्रा और विशिष्ट सतह क्षेत्र में वृद्धि हुई। जैसा कि चित्र 6 से देखा जा सकता है, La2O3 को γ-Al2O3 में जोड़ा गया, दुर्लभ पृथ्वी मिश्रित वाहक की थर्मल स्थिरता में सुधार हुआ।

ला से एमए के साथ नैनो-रेशेदार कणों को डोपिंग करने की प्रक्रिया में, गर्मी उपचार तापमान बढ़ने पर एमए-ला की बीईटी सतह क्षेत्र और छिद्र मात्रा एमए की तुलना में अधिक होती है, और ला के साथ डोपिंग का उच्च तापमान पर सिंटरिंग पर स्पष्ट मंद प्रभाव पड़ता है। तापमान। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 7, तापमान में वृद्धि के साथ, ला अनाज की वृद्धि और चरण परिवर्तन की प्रतिक्रिया को रोकता है, जबकि अंजीर। 7ए और 7सी नैनो-रेशेदार कणों के संचय को दर्शाते हैं। अंजीर में. 7बी, 1200℃ पर कैल्सीनेशन द्वारा उत्पादित बड़े कणों का व्यास लगभग 100 एनएम है। यह एमए के महत्वपूर्ण सिंटरिंग को चिह्नित करता है। इसके अलावा, MA-1200 की तुलना में, MA-La-1200 गर्मी उपचार के बाद एकत्रित नहीं होता है। ला के जुड़ने से, नैनो-फाइबर कणों में बेहतर सिंटरिंग क्षमता होती है। उच्च कैल्सिनेशन तापमान पर भी, डोप्ड ला अभी भी एमए सतह पर अत्यधिक फैला हुआ है। ला संशोधित एमए का उपयोग C3H8ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में पीडी उत्प्रेरक के वाहक के रूप में किया जा सकता है।

चित्र 6 दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ और उनके बिना सिंटरिंग एल्यूमिना का संरचना मॉडल

चित्र: MA-400 (a), MA-1200(b), MA-La-400(c) और MA-La-1200(d) की 7 TEM छवियां

4 निष्कर्ष

दुर्लभ पृथ्वी संशोधित एमए सामग्रियों की तैयारी और कार्यात्मक अनुप्रयोग की प्रगति का परिचय दिया गया है। दुर्लभ पृथ्वी संशोधित एमए का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यद्यपि उत्प्रेरक अनुप्रयोग, थर्मल स्थिरता और सोखना में बहुत सारे शोध किए गए हैं, कई सामग्रियों में उच्च लागत, कम डोपिंग मात्रा, खराब ऑर्डर और औद्योगिकीकरण करना मुश्किल है। भविष्य में निम्नलिखित कार्य करने की आवश्यकता है: दुर्लभ पृथ्वी संशोधित एमए की संरचना और संरचना का अनुकूलन, उचित प्रक्रिया का चयन, कार्यात्मक विकास को पूरा करना; लागत कम करने और औद्योगिक उत्पादन प्राप्त करने के लिए कार्यात्मक प्रक्रिया पर आधारित एक प्रक्रिया नियंत्रण मॉडल स्थापित करें; चीन के दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों के लाभों को अधिकतम करने के लिए, हमें दुर्लभ पृथ्वी एमए संशोधन के तंत्र का पता लगाना चाहिए, दुर्लभ पृथ्वी संशोधित एमए तैयार करने के सिद्धांत और प्रक्रिया में सुधार करना चाहिए।

फंड परियोजना: शानक्सी विज्ञान और प्रौद्योगिकी समग्र नवाचार परियोजना (2011KTDZ01-04-01); शानक्सी प्रांत 2019 विशेष वैज्ञानिक अनुसंधान परियोजना (19JK0490); हुआकिंग कॉलेज, शी 'वास्तुकला और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (20KY02) की 2020 विशेष वैज्ञानिक अनुसंधान परियोजना

स्रोत: दुर्लभ पृथ्वी