Name: İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-31T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 28 s
Description: Keşfedin katalitik aerogellerin hızlı süperkritik ekstraksiyonla hazırlanması ve test edilmesi yöntemini. Bakır içeren bu malzemeler, üç yönlü kataliz uygulamalarında değerli metal kullanmadan yüksek performans sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Katalitik aerogels sentez Yöntem geliştirme No Ulusal Bilim Vakfı (NSF) hibe finanse edildi DMR-1206631. Tasarım ve inşaat UCAT finanse NSF hibe No CBET-1228851. Ek finansman Union College öğretim araştırma fonu tarafından sağlandı. Yazarlar ayrıca Zachary Tobin, Aude Bechu, Ryan Bouck, Adam Forti ve Vinicius Silva katkıları kabul etmek istiyorum.

<ol><li>Aegerter, M. A., Leventis, N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAegerter%2C+MA+%22Aerogels+Handbook%22">Aerogels Handbook</a>. Koebel, M. M. , Springer. New York, New York, USA. (2011).</li>
<li>Pierre, A. C., Pajonk, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+of+Aerogels+and+Their+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Chemistry of Aerogels and Their Applications.</a> Chem. Rev. 102 (11), 4243-4266 (2002).</li>
<li>Schneider, M., Baiker, A. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01614949508006450?journalCode=lctr20">Aerogels in Catalysis.</a> Catal. Rev. 37, 515-556 (1995).</li>
<li>Vallribera, A., Molins, E. Aerogel Supported Nanoparticles in Catalysis. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVallribera%2C+A+%22Nanoparticles+and+Catalysis%22">Nanoparticles and Catalysis</a>. Astruc, D. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. Weinheim, Germany. (2007).</li>
<li>Amonette, J. E., Matyas, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181117303049">Functionalized silica aerogels for gas-phase purification, sensing, and catalysis: A review.</a> Mircopor. Mesopor. Mater. 250, 100-119 (2017).</li>
<li>Juhl, S. J., Dunn, N. J. H., Carroll, M. K., Anderson, A. M., Bruno, B. A., Madero, J. E., Bono, M. S. Jr <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022309315300892">Epoxide-Assisted Alumina Aerogels by Rapid Supercritical Extraction.</a> J. Non-Cryst. Solids. 426, 141-149 (2015).</li>
<li>Catalyst, Catalytic Converter and Method for the Production Thereof. US Patent. , 9,358,534 (2016).</li>
<li>Smith, L. C., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10971-015-3840-z">Preparation of vanadia-containing aerogels by rapid supercritical extraction for applications in catalysis.</a> J. Sol-Gel Sci. Technol. 77, 160-171 (2016).</li>
<li>Bouck, R. M., Anderson, A. M., Prasad, C., Hagerman, M. E., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022309316303982">Cobalt-alumina Sol Gels: Effects of Heat Treatment on Structure and Catalytic Ability.</a> J. Non-Cryst. Solids. 453, 94-102 (2016).</li>
<li>Anderson, A. M., Donlon, E. A., Forti, A. A., Silva, V., Bruno, B. A., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-advances/article/synthesis-and-characterization-of-coppernanoparticlecontaining-silica-aerogel-prepared-via-rapid-supercritical-extraction-for-applications-in-threeway-catalysis/5138598202C1A202A8C1BF65E030FB46">Synthesis and Characterization of Copper-Nanoparticle-Containing Silica Aerogel Prepared Via Rapid Supercritical Extraction for Applications in Three-Way Catalysis.</a> MRS Advances. , 1-6 (2017).</li>
<li>Tobin, Z. M., Posada, L. F., Bechu, A. M., Carroll, M. K., Bouck, R. M., Anderson, A. M., Bruno, B. A. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10971-017-4425-9">Preparation and Characterization of Copper-containing Alumina and Silica Aerogels for Catalytic Applications.</a> J. Sol-Gel Sci. Technol. , (2017).</li>
<li>Heck, R., Farrauto, R., Gulati, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHeck%2C+R+%22Catalytic+Air+Pollution+Technology%22">Catalytic Air Pollution Technology</a>. , 3rd, John Wiley & Sons Inc. Hoboken, New Jersey, USA. (2009).</li>
<li>Gauthier, B. M., Bakrania, S. D., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022309304008208">A Fast Supercritical Extraction Technique for Aerogel Fabrication.</a> J. Non-Cryst. Solids. 350, 238-243 (2004).</li>
<li>Method and Device for Fabricating Aerogels and Aerogel Monoliths Obtained Thereby. US Patent No. , 7,384,988 (2008).</li>
<li>Method and Device for Fabricating Aerogels and Aerogel Monoliths Obtained Thereby. US Patent. , 8,080,591 (2011).</li>
<li>Roth, T. B., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/223557611_Analysis_of_a_rapid_supercritical_extraction_aerogel_fabrication_process_Prediction_of_thermodynamic_conditions_during_processing">Analysis of a Rapid Supercritical Extraction Aerogel Fabrication Process: Prediction of Thermodynamic Conditions During Processing.</a> J. Non-Cryst. Solids. 354 (31), 3685-3693 (2008).</li>
<li>Carroll, M. K., Anderson, A. M., Gorka, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparing+Silica+Aerogel+Monoliths+via+a+Rapid+Supercritical+Extraction+Method%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method.</a> J. Vis. Exp. (84), e51421(2014).</li>
<li>Harper-Leatherman, A. S., Pacer, E. R., Kosciuszek, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulating+Cytochrome+c+in+Silica+Aerogel+Nanoarchitectures+without+Metal+Nanoparticles+while+Retaining+Gas-phase+Bioactivity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity.</a> J. Vis. Exp. (109), e53802(2016).</li>
<li>Subrahmanyam, R., Gurikov, P., Meissner, I., Smirnova, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+Biopolymer+Aerogels+Using+Green+Solvents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents.</a> J. Vis. Exp. (113), e54116(2016).</li>
<li>Campbell, P. G., Worsley, M. A., Hiszpanski, A. M., Baumann, T. F., Biener, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Functionalization+of+3D+Nano-graphene+Materials%3A+Graphene+Aerogels+and+Graphene+Macro+Assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies.</a> J. Vis. Exp. (105), e53235(2015).</li>
<li>Kapteijn, F., Stegenga, S., Dekker, N. J. J., Bijsterbosch, J. W., Moulijn, J. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/092058619385024T">Alternatives to noble metal catalysts for automotive exhaust purification.</a> Catalysis Today. 16 (2), 273-287 (1993).</li>
<li>Baumann, T., Gash, A., Chinn, S., Sawvel, A., Maxwell, R., Satcher, J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm048800m">Synthesis of high-surface-area alumina aerogels without the use of alkoxide precursors.</a> Chem. Mater. 17, 395-401 (2005).</li>
<li>Bruno, B. A., Anderson, A. M., Carroll, M. K., Brockmann, P., Swanton, T., Ramphal, I. A., Palace, T. Benchtop Scale Testing of Aerogel Catalysts. SAE Technical Paper 2016-01-920. , (2016).</li>
<li>Anderson, A. M., Wattley, C. W., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022309308007813">Silica Aerogels Prepared via Rapid Supercritical Extraction: Effect of Process Variables on Aerogel Properties.</a> J. Non-Cryst. Solids. 355 (2), 101-108 (2009).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Katalitik aerogels imalatı için RSCE yöntemi ve katalitik yetenek gösteren için UCAT sistem yarar burada göstermiştir. Bu protokoller büyük avantajları diğer yöntemler üzerinde RSCE aerogel üretim hızını ve katalitik UCAT tarafından test için nispeten ucuz bir yaklaşım vardır.
Jeller elde edilebilir için hazırlanan çeşitli yöntemler, dahil olmak üzere bir aliminyum veya silis ıslak jel matris içine metal tuzları, emprenye, metal tuzları dahil alüminyum tuzları ile ortak öncüleri olarak ve meta...

Silika ve alümina esaslı aerogels düşük yoğunluklu, yüksek gözeneklilik, yüksek yüzey alanı, iyi termal kararlılık ve düşük ısı iletkenlik1gibi dikkat çekici özelliklere sahiptir. Bu özellikler aerogel malzeme uygulamaları1,2çeşitli için çekici hale. Termal kararlılık ve yüksek yüzey alanı aerogels yararlanan bir heterojen kataliz uygulamadır; Bu alan2,3,4,5literatürde çeşitli makaleleri gözden geçirin. Birleşme veya tuzak bir silis veya Alümina aerogel5,6,7çerçevesinde katalitik türlerin de dahil olmak üzere, aerogel tabanlı katalizörler imalatı için pek çok yaklaşım vardır, 8,9,10,11. Mevcut çalışma yolu ile hızlı süperkritik ayıklama (RSCE) ve katalitik Otomotiv kirliliği azaltma için aerogel malzemelerin test hazırlık için iletişim kuralları üzerinde duruluyor ve bakır içeren aerogels örnek olarak kullanır.
Üç yönlü Katalizörler (TWCs) yaygın olarak kirliliği azaltma ekipman benzin motorları12için istihdam edilmektedir. Modern TWCs platin, palladium ve/veya rodyum, nadir platin grubu metaller (PGM) içerir ve bu nedenle, pahalı ve çevre edinmek için pahalı. Kullanıma hazır metaller üzerinde esaslı katalizör malzeme önemli ekonomik ve çevresel avantajlar olurdu.
Aerogels ıslak jelleri yöntemleri1çeşitli kullanarak hazırlanabilir. Çözücü jel kaldırılır gözenek çöküşü önlemek için hedeftir. Bu protokol için istihdam süreç çıkarma bir programlanabilir Hidrolik sıcak basın13,14,15metal bir kalıp içinde sınırlı bir jel dan oluştuğu bir hızlı süperkritik ayıklama (RSCE) yöntemi. 16. Bu RSCE işlem kullanımı silis aerogel yekpare imalatı için daha önce içinde bu yaklaşım ile ilişkili görece kısa hazırlama süresi vurguladı bir protokol17' de gösterilmiştir. Süperkritik CO2 ayıklama daha yaygın bir yaklaşım, ama daha fazla zaman alır ve RSCE çözücüler (CO2dahil) daha iyi kullanılmasını gerektirir. Diğer gruplar son zamanlarda protokolleri kullanan süperkritik CO2 ayıklama18,19,20aerogels türleri çeşitli hazırlanması için yayımlanmıştır.
Burada, imalatı ve catalytically katalitik aerogels bakır içeren türleri çeşitli test için kullanılan protokol sunulmuştur. Hayır azaltma ve CO oksidasyonu etkinlik sıralamasını karbon destekli baz metal katalizörler Otomotiv kirliliği azaltma Kapteijn vd tarafından sağlanan ilgi koşullarda göre 21, bakır katalitik metal bu iş için seçildi. Uydurma bir yaklaşım (a) emprenye (IMP) (b) copper(II) ve alüminyum tuzları Co öncüleri (Co-P) bakır-alümina aerogels6,22imalatı kullanarak alümina veya silis ıslak jelleri11, içine bakır tuzları içerir, ve (c) bakır içeren nano tanecikleri silis aerogel matris uydurma10sırasında entrapping. Her durumda, çözücü kaldırılması için bir RSCE yöntemi kullanılır matris13,14,15ıslak gözeneklerin jel.
Otomotiv kirliliği azaltma, sendika katalitik Testbed (UCAT)23, kullanarak TWCs olarak bu malzemelerin uygunluğunun değerlendirilmesi için bir iletişim kuralı da sunulmaktadır. Hangi anahtar kısımlarını Şekil 1' de şematik gösterilen UCAT sistemin amacı kimyasal, termal, taklit ve bir tipik benzin motoru katalitik konvertör deneyimli koşulları akışı olduğunu. Aerogel örneği kontrollü bir sıcaklık ve akış oranı üzerinde simüle egzoz karışımı geçirerek UCAT işlevler. Aerogel örnek 2.25-cm-çap borulu Paketli yatak akışına yüklenir hücre (''test bölümü"), hangi iki ekran arasında örnek içerir. Yüklü akışı hücre egzoz gazı ve katalizör sıcaklık ve tedavi egzoz örnekleri denetlemek için bir fırına yerleştirilir (Yani egzoz akan Paketli yatak) ve tedavi edilmezse gaz (yani atlayarak Paketli yatak) sıcaklık bir mesafeden ilâ incelenir 700 ˚c Üç konsantrasyonları anahtar kirleticiler--CO, NO, ve yanmamış hidrokarbon (HCs)--ölçülen aerogel katalizör ve ayrı ayrı, bir tedavi edilmezse sonra tedavi altına bir beş-gaz Çözümleyicisi'ni kullanarak (''''yan yol) akım; Bu verilerden her kirletici için "yüzde dönüşüm'' hesaplanır. Burada açıklanan sınama için piyasada bulunan bir egzoz karışımı, California Bureau of otomotiv tamir (BAR) 97 düşük emisyon karışım istihdam edildi. Tam ayrıntılar Bruno vd.23 ' te UCAT's tasarım ve işleyişi sundu
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig1.jpg"> Şekil 1. UCAT Test bölümü ve örnekleme sistemleri. 2016-01-0920 (Bruno ve ark. izni ile yayımlanmaktadır 23), telif hakkı 2016 SAE Uluslararası. Daha fazla dağıtım bu malzeme SAE önceden izni olmadan izin verilmez. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57075/57075fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

<table><tbody><tr><td>Değişken mikropipetleyici, 100-1000 ve mikro; L</td><td>Eppendorf tarafından üretilmiştir, Fisher Scientific www.fishersci.com'den satın alınmıştır</td><td>S304665</td><td>Any 100-1000 & L pipetleyici uygundur.</td></tr><tr><td>Değişken Pipetleyici, 2,5-10 mL</td><td>Eppendorf tarafından üretilmiştir, Fisher Scientific www.fishersci.com</td><td>21-379-25'ten</td> satın alınmıştır Herhangi <td>bir değişken pipetleyici uygundur.</td></tr><tr><td>Pasteur pipetleri</td><td>FisherScientific</td><td>13-678-6A</td><td></td></tr><tr><td>Şırınga</td><td>Fisher Scientific'ten satın alındı</td><td>Z181390 Z261297 iğneli</td><td></td>şırınga</tr><tr><td>Dijital terazi</td><td>OHaus Explorer Pro</td><td></td><td>Herhangi bir dijital terazi uygundur.</td></tr><tr><td>Fisher Scientific'ten</td><td></td> Satın Alınan <td>Beherler</td><td>Herhangi bir cam beher uygundur.</td></tr><tr><td>Fisher Scientific'ten</td><td></td> Satın Alınan <td>Dereceli Silindir</td><td>Herhangi bir cam dereceli silindir uygundur.</td></tr><tr><td>Manyetik Plaka/Karıştırıcı</td><td>FisherScientific Isotemp</td><td>SP88854200P</td><td>Herhangi bir manyetik plaka/karıştırıcı uygundur.</td></tr><tr><td>Ultrasonik Temizleyici</td><td>FisherScientific FS6</td><td>153356</td><td>Herhangi bir sonikatör uygundur.</td></tr><tr><td>Evde</td><td></td> İmalat <td>Edilen Kalıp</td><td>Soğuk haddelenmiş çelik veya paslanmaz çelikten imal edin.</td></tr><tr><td>Hidrolik Sıcak Pres</td><td>Tetrahedron www.tetrahedronassociates.com</td><td>MTP-14</td><td>Sıcaklık ve kuvvet kontrollü herhangi bir sıcak pres çalışacaktır. Maksimum ~ 550 F sıcaklığa ve maksimum 24 ton kuvvete ihtiyaç duyar.</td></tr><tr><td>UCAT (Union Catalytic Testbed)</td><td>Evde</td><td></td> üretilmiştir <td>Referans #21'de ayrıntılı olarak açıklanmıştır:&nbsp; Bruno, B.A., Anderson, A.M., Carroll, M.K., Brockmann, P., Swanton, T., Ramphal, I.A., Palace, T. Aerojel Katalizörlerinin Tezgah Üstü Ölçek Testi. SAE Teknik Raporu 2016-01-920 (2016).</td></tr><tr><td>Bar 97 Gazlı</td><td>Praxair</td><td>MS_BAR97ZA-D7</td><td></td></tr></tbody></table>

İmalat ve katalitik aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Hazırlama ve katalitik aerogels silika ve alümina aerogel platformlar metal türler dahil ederek test için kullanılan protokol sunulmaktadır. Üç hazırlama yöntemleri açıklanmıştır: (a) birleşme metal tuzları bir emprenye yöntemiyle; silis veya Alümina ıslak jelleri (b) metal birleşme alümina ıslak jelleri bir eş habercisi yöntemiyle tuzlar; ve (c) metal nano tanecikleri yanı sıra doğrudan bir silika aerogel habercisi karışımı içine. Yöntemleri kullanmak için hızlı sağlar hidrolik bir sıcak basın (< 6 h) süperkritik çıkarma ve aerogels sonuçlarında düşük yoğunluklu (0.10 g/mL) ve yüksek yüzey alanı (200-800 m2/g). İş burada odaklanır bakır tuzları ve bakır nano tanecikleri kullanımı sunulan. iken, diğer metal tuzları ve nano tanecikleri kullanarak yaklaşım uygulanabilir. Bu aerogels Otomotiv kirliliği azaltma için üç yollu katalitik yetenek testi için bir iletişim kuralı da sunulmaktadır. Özel olarak oluşturulmuş donanımları, sendika katalitik Testbed (hangi bir aerogel örnek bir kontrollü sıcaklık ve akış hızı üzerinde simüle egzoz karışımı geçirilir UCAT), bu tekniği kullanır. Sistem altında her iki oksitleyici katalitik aerogels, yeteneği ölçme ve CO, hayır dönüştürmek için koşulları, azaltılması ve yanmamış hidrokarbon (HCs) için daha az zararlı türler (CO2, H2O ve N2). Örnek katalitik sonuçları açıklanan aerogels için sunulmuştur.

Fotoğrafik görüntüleri elde edilen aerogels Şekil 2' de sunulmuştur. Islak jelleri solvent exchange önce parçalara kırılmıştı çünkü Al-Cu Imp ve Si-Cu Imp aerogels küçük, düzensiz şekilli yekpare parçalar halinde bulunmaktadır. Bakır tür ve çeşitleri bakır türleşme ve/veya ligand yapısındaki malzeme içinde meydana aerogels içeren bu örnekler coloration dan açıktır. Al-Cu Imp aerogels (Şekil 2a) yeşil-gri renk11<...

Burada hazırlama ve katalitik aerogels silika ve alümina aerogel platformlar metal türler dahil ederek test için kullanılan protokol mevcut. Kullanarak malzeme hazırlama yöntemleri tuzları bakır ve bakır içeren nano tanecikleri yer veriliyor. Katalitik test protokolleri bu aerogels üç yönlü kataliz uygulamalar için etkinliğini göstermektedir.

İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Bu yöntem, değerli metallere güvenmeden otomotiv kataliz uygulamaları için yeni malzemelerin geliştirilmesine yol açabilir. Bu tekniğin temel avantajı, çeşitli yüksek performanslı katalitik aerojellerin nispeten hızlı bir şekilde hazırlanabilmesi ve test edilebilmesidir. İlk olarak, bir lisans tezi projesi geliştirmek için eski bir öğrenciyle çalışırken RSCE yönteminin bu uygulaması ve katalitik bir test yatağının geliştirilmesi fikrine sahip olduk.Katalitik test yatağı ticari olarak temin edilebilen bir cihaz olmadığı için bu yöntemin görsel gösterimi değerlidir. Kalibre edilmiş bir dijital terazi kullanarak 5,92 gram alüminyum klorür hekzahidratı tartın ve 250 mililitrelik bir behere ekleyin. Behere 40 mililitre reaktif dereceli etanol ve bir karıştırma çubuğu ekleyin.Beheri parafin film ile örtün ve alüminyum tuzu eriyene kadar orta hızda karıştırmak için manyetik bir karıştırma plakasına yerleştirin. Ardından, kabı manyetik plakadan çıkarın ve kapağını açın. 10 mililitrelik bir şırınga kullanarak, alüminyum klorür çözeltisini içeren behere sekiz mililitre propilen oksit ekleyin.Beher üzerindeki parafin filmini değiştirin ve çözelti jelleşene kadar orta hızda karıştırmak için manyetik karıştırma plakasına yerleştirin. Bunu takiben, kabı manyetik karıştırma plakasından çıkarın ve jelin oda sıcaklığında 24 saat yaşlanmasına izin verin. Kalibre edilmiş dijital teraziyi kullanarak 1,4 gram bakır nitrat trihidratı tartın.Bu tuzu bir beherde 40 mililitre mutlak etanole ekleyin. Ardından, kabı bir sonikatör içine yerleştirin ve bakır tuzu eriyene kadar sonikat yapın. Şimdi, alümina sol jelden fazla çözücüyü dökün.Karıştırma çubuğunu çıkarın ve jeli bir spatula kullanarak birkaç parçaya bölün. Bakır çözeltiyi jel parçalarını içeren 250 mililitrelik behere aktarın. Ardından, kabı parafin film ile örtün ve jelin 24 saat oda sıcaklığında yaşlanmasına izin verin.Ertesi gün, fazla çözücüyü çıkarın ve 40 mililitre taze mutlak etanol ekleyin. Beher üzerindeki parafin filmi değiştirin ve jelin oda sıcaklığında 24 saat daha yaşlanmasına izin verin. Uygun boyutta bir paslanmaz çelik kalıp edinin.Conta malzemesini hazırlamak için, 1,6 milimetre kalınlığında grafit conta levhasından ve 0,012 milimetre kalınlığında paslanmaz çelik folyodan kalıbı tamamen kaplayacak boyutta tavan contalarını kesin. Bunu takiben, etanol ekstraksiyonu için sıcak presi programlayın. Islak sol jellerin hazırlanmasını ve etanol değişimini takiben, fazla çözücüyü boşaltın.Şimdi, ıslak sol jelleri kalıbın kuyucuklarına dağıtın ve kalıbı sıcak pres ısıtma plakası üzerinde ortalayın. Her kuyuyu mutlak etanol ile doldurun. Paslanmaz çelik folyoyu ve ardından grafit levhayı sızdırmaz hale getirmek için kalıbın üstüne yerleştirin.Ardından, sıcak pres ekstraksiyon programına başlayın. İşlem tamamlandıktan sonra kalıbı sıcak presten çıkarın. Ardından conta malzemesini kalıptan çıkarın ve aerojelleri numune kaplarına aktarın.Kalibre edilmiş dijital teraziye 250 mililitrelik temiz bir beher yerleştirin ve kabın içine yaklaşık 13 mililitre TMOS pipetleyin. Toplam 13.04 gram TMOS için gerektiği kadar ek TMOS ekleyin. Daha sonra, 32.63 gram metanol ve 3.90 gram deiyonize suyu behere pipetleyin.Dibe çöken nanopartikülleri yeniden süspanse etmek için önceden hazırlanmış ağırlıkça yüzde 20 bakır iki oksit nanodispersiyonunu çalkalayın. 1.5 gram nanodispersiyonu öncü çözeltinin kabına pipetleyin. Ardından, 200 mikrolitre 1.5 molar amonyak çözeltisini behere pipetleyin.Beheri parafin film ile örtün ve karışımı monofazik bir çözelti olana kadar beş-10 dakika boyunca sonikleştirin. Aerojeli bir fırında ısıttıktan sonra, soğutulmuş malzemeden 20 mililitreyi temiz, günlük bir UCAT test bölümüne dökün ve test sırasında numuneyi yerinde tutmak için bir uç ekran yerleştirin. Bunu takiben, sızdırmazlığı sağlamak için bakır rondelalar ve kelepçeler kullanarak test bölümünü UCAT tertibatına yükleyin.Ardından, UCAT fırınını güvenli bir şekilde kapatın. Beş gaz analizörünü kurduktan sonra, istenen fırın sıcaklığını ayarlayın ve fırını başlatın. Baypas valfinin test hücresinden hava verecek şekilde ayarlandığından emin olun.Ardından, ısınma sırasında kullanılan doğru hava miktarlarını ve istenen alan hızını korumak için test sırasında kullanılan simüle edilmiş egzozu sağlamak için kütle akış hızı kontrol cihazlarını ayarlayın. Test hücresini boşaltmak için ısınma havası akışını açın ve test hücresinden geçen akışın istenen test sıcaklığında, tipik olarak 30 dakika stabilize olmasını bekleyin. Şimdi, beş gaz analizörünü yeniden sıfırlayın ve baypas vanasını, test bölümünü atlamak için akışı gönderecek şekilde ayarlayın.Havayı kapat. Simüle edilmiş egzoz akışını açın. Beş gaz analizörü okumasının yaklaşık 90 saniye stabilize olmasına izin verin ve baypas kirletici konsantrasyonlarını kaydedin.Ardından, akışı test bölümünden yönlendirmek için baypas valfini ayarlayın. Beş gaz analizörü okumasının yaklaşık 360 saniye boyunca stabilize olmasına izin verin ve arıtılmış oksijensiz egzoz kirletici konsantrasyonlarını kaydedin. Karışıma oksijen ilavesini açın.Beş gaz analizörü okumasının yaklaşık 90 saniye stabilize olmasına izin verin ve oksijenle arıtılmış egzoz kirletici konsantrasyonlarını kaydedin. Bunu takiben, baypas vanasını, test bölümünü atlamak için akışı gönderecek şekilde ayarlayın. Beş gaz analizörü okumasının yaklaşık 90 saniye stabilize olmasına izin verin ve baypas kirletici konsantrasyonlarını tekrar kaydedin.Son olarak, simüle edilmiş egzoz akışını kapatın. Hazırlanmış bakır içeren aerojellerin temsili fiziksel özellikleri burada listelenmiştir. Bakır iki nanodispersiyon kullanılarak hazırlanan silika bakır nanopartikül aerojelinin EDX görüntüsünde bakır içeren 400 nanometre çapında bir nanopartikül gözlenir.Bu, orijinal nanodispersiyondaki 25-55 nanometre nanopartiküllerin bir miktar topaklanmasının meydana geldiğini gösterir. Alümina bakır emdirilmiş aerojelde daha küçük nanopartiküller gözlenir. Hazırlandığı gibi silika bakır emdirilmiş ve nanopartikül aerojellerin XRD modeli, metalik bakıra karşılık gelen pikler içerir.Bu, jellerin RSCE işlemi sırasında meydana gelen bakır türlerinin alkol termal azalmasını gösterir. Hazırlandığı gibi alümina bakır emdirilmiş aerojel modeli, alüminanın psödo-boehmite formu ve iki bakır içeren bir tür ile tutarlı XRD zirvelerini gösterir. Bakır içeren alümina aerojelleri, test edilen koşullar altında benzinli motor egzozunda endişe verici üç ana kirleticinin her birini ortadan kaldırabilen reaksiyonları katalize etme yeteneğine sahiptir.Bakır içeren silika aerojellerdeki katalitik yetenek burada gösterilmiştir ve metal katkılı aerojellerin katalitik yeteneklerinin sağlam ve uyarlanabilir olduğuna dair kanıt sağlar. Katalitik aktivite, bakırın sol-jel karışımına ve altta yatan aerojelin kendisine nasıl verildiğine bağlı gibi görünmektedir. Bir kez ustalaştıktan sonra, katalitik aerojel hazırlığı yaklaşık bir ila iki saat sürer, ardından karışımın aerojeller elde etmek için işlenmesi üç saat kadar kısa sürer.Bu prosedürü takiben, otomotiv kirliliğinin azaltılması veya diğer uygulamalar için diğer metal içeren katalitik aerojel türleri üretilebilir. Bu videoyu izledikten sonra, aerojelin katalitik performansı hakkında bilgi edinmek için test yatağının nasıl kullanılabileceğini iyi anlamış olmalısınız. TMOS, propilen oksit, sıcak pres ve simüle edilmiş otomotiv egzozu ile çalışmak son derece tehlikeli olabilir.Bu işlemler yapılırken kişisel koruyucu giysiler giymek ve uygun havalandırma altında çalışmak gibi önlemler her zaman alınmalıdır.

fabrication-testing-catalytic-aerogels-prepared-via-rapid

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Bu madde, silika aerojeller üretmek için bir hızlı süperkritik özütleme yöntemi tarif etmektedir. Kapalı bir kalıp ve hidrolik sıcak pres kullanılarak, yekpare aerojeller sekiz saat veya daha kısa yapılabilir.

Bir Rapid Süperkritik Ekstraksiyon Yöntemi ile Silika AEROJEL Monoliths hazırlanıyor

Bu video yöntemi, polimer öncülerinden türetilen yüksek yüzey alanlı, monolitik 3D grafen bazlı malzemelerin yanı sıra tek katmanlı grafen oksitin sentezini açıklar.

Sentezi ve 3D Nano-grafen Malzemelerin fonksiyonalizasyonu: Grafen Aerogels ve Graphene Makro Meclisleri

Bu prosedür bioaerogels oluşturulması için (SiO2), sol-jel, işlemi, bu jelleri silis sitokrom c (cyt. C) kapsül haline getirilmesi ve hızlı bir şekilde bir gaz-fazlı reaksiyon ile nitrik oksit (NO) tanımak için bu bioaerogels kullanımı açıklamaktadır. protokol Bu tip biyosensörlerde veya diğer biyoanalitik cihazlar gelecekteki gelişimi yardımcı olabilir.

Sitokrom Kapsüllenen<em&gt; C</em&gt; Metal Nanopartiküller olmadan Silika Aerojel Nanoarchitectures Gaz faz biyoaktivitesinin İstinat ederken

Karbondioksit (CO2) ile indüklenen jelleşme ile biyopolimer bazlı aerojellerin üretimi için yeni bir yol gösterilmiştir. Teknik, biyopolimer hidrojellerin üretimi için basınçlı karbondioksit (5 MPa) ve jelleri aerojellere dönüştürmek için süperkritik CO2 (12 MPa) kullanır. CO2 dışında ihtiyaç duyulan tek çözücü su ve etanoldür.

Yeşil Solventler kullanma Biyopolimer Aerogels Hazırlanması

Otomatik Güncelleştirmeler, Pd ve Pt aerogels elde etmek için hızlı, doğrudan çözüm tabanlı azaltma sentez yöntemi gösterilir.

Otomatik Güncelleştirmeler, Pd ve Pt Aerogels üzerinden doğrudan çözüm tabanlı azaltma için hızlı sentez yöntemi

Selüloz nanolber biotemkaplama Palladium kompozit Aerogels için bir sentez yöntemi sunulmaktadır. Elde edilen kompozit Aerogel malzemeleri kataliz, algılama ve hidrojen gazı depolama uygulamaları için potansiyel sunar.

Selüloz nanofiber Biotemkaplama Palladium kompozit Aerogels için sentez yöntemi

Bu protokol, metni, desenleri ve görüntüleri silika aerojel monolitlerin yüzeyine yerel ve boyalı biçimde kazıma ve aerojelleri mozaik tasarımlara monte etme yöntemini açıklar.

Lazer Gravür ve Boyaların Dahili Yoluyla Estetik Olarak Geliştirilmiş Silika Aerogel

Yüzeylere kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş yeni malzemelerin son derece kontrollü hazırlanması için güçlü bir yaklaşımdır. Yerinde ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve infrared yansıma absorpsiyon spektroskopisi (IRRAS) Yazan analizi ile birleştiğinde, yumuşak iniş yüzeyler ile iyi tanımlanmış türlerin etkileşimleri içine görülmemiş anlayışlar sağlar.

Kütle-Seçilen İyonlar Yumuşak İniş Hazırlayan İyi tanımlanmış Yüzeyler Yerinde SIMS ve IR spektroskopisi

Burada, mezogözenekli malzemelerin (GMS) duvarlarına interkalasyonlu altın sentezlemek için sol-jel işlemine sahip bir protokol sunuyoruz, bu da duvarlara serpiştirilmiş altın ile mezogözenekli bir matrise sahip olduğu doğrulandı ve bu da büyük bir stabilite ve geri dönüştürülebilirlik sağlıyor.

Sentezi ve Mezogözenekli Silika Walls Altın interkalasyonlu Katalitik Performans

Azot, küçük bir molekül boyutuna yakın sıvı süperkritik rejimde yüksek yoğunluk, ve kimyasal eylemsizlik için ekstraksiyon ve kurutma işlemleri için etkili bir süper kritik bir sıvıdır. Bu reaktif, gözenekli malzemelerin saflaştırma tedavisi için bir süperkritik kurutma azot protokol mevcut.

Reaktif Gözenekli Malzemelerin Saflaştırılması Süperkritik Azot İşleme

Keşfedin katalitik aerogellerin hızlı süperkritik ekstraksiyonla hazırlanması ve test edilmesi yöntemini. Bakır içeren bu malzemeler, üç yönlü kataliz uygulamalarında değerli metal kullanmadan yüksek performans sağlar.

İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

Daha fazla video keşfet