제조 및 급속 한 초 임계 추출 통해 준비 촉매 Aerogels의 테스트

Summary

여기 선물이 준비 하 고 금속 종 알 루미나와 실리 카 aerogel 플랫폼으로 통합 하 여 촉매 aerogels를 테스트 하기 위한 프로토콜. 사용 하 여 재료를 준비 하기 위한 방법 구리 소금 그리고 포함 하는 구리 나노 입자. 촉매 테스트 프로토콜 3 방향 촉매 응용 프로그램에 대 한 이러한 aerogels의 효과 보여 줍니다.

Abstract

준비 하 고 금속 종 알 루미나와 실리 카 aerogel 플랫폼으로 통합 하 여 촉매 aerogels 테스트 프로토콜 표시 됩니다. 3 준비 방법 설명: (a) 금속 관 임신 방법;를 사용 하 여 실리 카 또는 알 루미나 젖은 젤으로 소금 (b) 금속 설립 공동 전조 방법;를 사용 하 여 알 루미나 젖은 젤에 염 그리고 (c) 실리 카 aerogel 전조 혼합물에 직접 금속 나노 입자의 추가. 방법을 활용 빠른 수 있는 유압 뜨거운 압박 (< 6 h) 초 임계 추출 및 결과 aerogels에서 낮은 밀도 (0.10 g/mL)와 높은 표면적 (200-800 m²/g). 일 제시 여기 구리 염과 구리 나노 입자의 사용에 초점을 맞추고, 하는 동안 접근 다른 금속 염 및 나노 입자를 사용 하 여 구현할 수 있습니다. 자동차 오염 완화에 대 한 이러한 aerogels의 3 방향 촉매 능력을 테스트 하기 위한 프로토콜도 제공 됩니다. 이 기술은 사용 사용자 장비는 조합 촉매 테스트 베드 (: UCAT), 시뮬레이션된 배기 혼합 제어 온도 및 유량 aerogel 샘플을 통해 전달 합니다. 시스템에서 모두 산화 촉매 aerogels의 능력을 측정 하 고 감소 조건, 공동, 아니 변환 하 이며 연소 탄화수소 (HCs)을 덜 유해한 종 (CO₂, H₂O와 N₂). 예를 들어 촉매 결과 aerogels 설명에 대 한 표시 됩니다.

Introduction

실리 카 및 알 루미나 기반 aerogels는 낮은 밀도, 높은 다공성, 높은 표면적, 좋은 열 안정성과 낮은 열 전도도¹를 포함 하 여 놀라운 속성이 있습니다. 이러한 속성 렌더링 aerogel 재료 응용 프로그램^1,2의 다양 한 매력. 열 안정성과 aerogels의 높은 표면적을 이용 하는 한 응용 프로그램은 이질적인 촉매; 몇 가지 기사가 지역^2,3,,45문학 검토. 여러 가지가 aerogel 기반의 촉매, 설립 또는 실리 카 또는 알 루미나 aerogel^{5,6,7의 프레임 워크 내에서 촉매 종의 함정을 포함 하 여의 제작 8,9}

Protocol

안전 고려 사항: 착용 안전 유리 또는 고글과 실험실 장갑 전혀 때 준비 작업을 수행한 화학 솔루션와 젖은 젤 또는 촉매 aerogel 자료 처리 시간. 프로필 렌 산화물, tetramethyl orthosilicate (TMOS), 에탄올, 메탄올, 암모니아, 나노 입자 및 솔루션 포함 된 연기 후드 내에서이 처리 합니다. 읽기 안전 데이터 시트 (SDS) 그들과 함께 작업 전에 나노 입자를 포함 한 모든 화학 물질에 대 한. Aerogel 샘플을 분쇄 하는 때와 테스트 셀의 로딩 및 언로딩 동안 립 마스크를 착용 하십시오. 유압 뜨거운 압박 또는 촉매 테스트 베드 운영 때 안전 안경 또는 고글을 착용. 다시 긴 머리를 묶어 하 고 느슨한 의류 (스카프, 예를 들면)를 착용 하지 마십시오 때 뜨거운 압박 작업. 우리의 이전 프로토콜¹⁷에서 설명 했 듯이, 뜨거운 압박, 제대로 환기 뜨거운 누르고 근처 아무 점화 소스는 확실히 주위 안전 방패를 사용 합니다. 테스트 침대 및 모든 가스 배기 가스 그리고 NO 및 CO 설치 가스 모니터 촉매 테스트 베드와 관련 된 운영자 공간에서의 올바른 환기를 제공 합니다. 때 제거 하거나 뜨거운 테스트 셀 교체 오븐 장갑을 착용 한다.

1. 알 루미나-구리 솔 젤 구리....

Results

결과 aerogels의 사진 이미지는 그림 2에 표시 됩니다. 때문에 젖은 젤 했다 용 매 교환 전에 조각으로, 알-Cu IMP와 Si-Cu IMP aerogels 작은, 불규칙 하 게 형성한 모놀리식 조각에 있다. 채색은 aerogels 포함 구리 종 고 구리 종 분화 및 리간드 구조에 있는 변이 재료 내에서 발생 하는 이러한 샘플에서 분명 하다. Al-Cu IMP aerogels (그림 2a) 빨간색 컬러¹¹녹색-회색으로 나타납니다. Al-Cu 경찰 aerogels (표시 되지 않음)는 색깔에서 녹색-회색 녹색입니다. Si-Cu IMP aerogels (그림 2b)를 관찰 하는 빨간색, 노란색 및 녹색 색상으로 잡 색으로 한 외관, 있다. Si-Cu NP aeroge.......

Discussion

촉매 aerogels의 제조에 RSCE 방법 및 촉매 능력 위한: UCAT 시스템의 유틸리티 여기 입증 되었습니다. 다른 방법을 통해 이러한 프로토콜의 주요 장점을 RSCE aerogel 제조의 속도 상대적으로 저렴 한 접근: UCAT, 촉매 테스트 있습니다.

추출 하는 젤을 알 루미나 또는 실리 카 젖은 젤 매트릭스 금속 염의 침, 알루미늄 소금, 공동 선구자로 금속 염의 포함 및 포함 하는 금속 관을 포함 하 여 방법의 다양 한 통해 준비 하실 수 있습니다으로 나노 입자 실리 카 aerogels입니다. 젖은 젤 모 포함 알코올 및 물 (즉 실리 카 프로토콜), 용 매 교환 필요 하지 않습니다. 이 경우, 액체 선구자 혼합물 수 수에 부 어 직접 금속 몰드, 겔 화와 추출 핫 프레스 과정에서 발생 하는 두 같이 이전 캐롤 외.¹⁷ 및 Si-Cu NP aerogels에 대 한이 프로토콜. 우리 겔 화 이전 추출 형에서 발생 되도록 다소 .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
가변 마이크로피펫터, 100-1000 &마이크로; L	Eppendorf에서 제조, Fisher Scientific www.fishersci.com 에서 구매 S304665		Any 100-1000 µ L 피펫터가 적합합니다.
가변 피펫터, 2.5-10 mL	Eppendorf에서 제조, Fisher Scientific www.fishersci.com 에서 구매	21-379-25	모든 가변 피펫터가 적합합니다.
파스퇴르 피펫	FisherScientific	13-678-6A
주사기	Fisher Scientific에서 구입	Z181390 바늘
디지털 저울	OHaus Explorer Pro		모든 디지털 저울이 적합합니다.
Fisher Scientific		비커	모든 유리 비커가 적합합니다.
Fisher Scientific		에서 구입한	모든 유리 눈금 실린더가 적합합니다.
마그네틱 플레이트/교반기	FisherScientific Isotemp	SP88854200P	모든 마그네틱 플레이트/교반기가 적합합니다.
초음파 세척기	FisherScientific FS6	153356	모든 초음파 발생기가 적합합니다.
집에서		된 금형은	냉간 압연 강판 또는 스테인리스 강으로 제작합니다.
유압 핫 프레스	테트라 에 www.tetrahedronassociates.com	드론 MTP-14	온도 및 힘 제어 기능이있는 모든 핫 프레스가 작동합니다. ~550F의 최대 온도와 24톤의 최대 힘이 필요합니다.
UCAT (Union Catalytic Testbed)	제작 사내에서		참조 #21에 자세히 설명되어 있습니다. Bruno, B.A., Anderson, A.M., Carroll, M.K., Brockmann, P., Swanton, T., Ramphal, I.A., Palace, T. 에어로겔 촉매의 벤치탑 스케일 테스트. SAE 기술 문서 2016-01-920(2016).
바 97 가스	프렉스에어	MS_BAR97ZA-D7