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., Koebel, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aerogels Handbook. , (2011).</li><li>Pierre, A. C., Pajonk, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemistry+of+Aerogels+and+Their+Applications.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerogels+in+Catalysis.">Aerogels in Catalysis.</a> Catal. Rev. 37, 515-556 (1995).</li><li>Vallribera, A., Molins, E., Astruc, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerogel+Supported+Nanoparticles+in+Catalysis.">Aerogel Supported Nanoparticles in Catalysis.</a> Nanoparticles and Catalysis. , (2007).</li><li>Amonette, J. E., Matyas, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalized+silica+aerogels+for+gas-phase+purification,+sensing,+and+catalysis:+A+review.">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. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epoxide-Assisted+Alumina+Aerogels+by+Rapid+Supercritical+Extraction.">Epoxide-Assisted Alumina Aerogels by Rapid Supercritical Extraction.</a> J. Non-Cryst. Solids. 426, 141-149 (2015).</li><li>Bono, M. S., Dunn, N. J. H., Brown, L. B., Juhl, S. J., Anderson, A. M., Bruno, B. A., Mahony, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalyst,+Catalytic+Converter+and+Method+for+the+Production+Thereof.">Catalyst, Catalytic Converter and Method for the Production Thereof.</a> US Patent. , (2016).</li><li>Smith, L. C., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+vanadia-containing+aerogels+by+rapid+supercritical+extraction+for+applications+in+catalysis.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cobalt-alumina+Sol+Gels:+Effects+of+Heat+Treatment+on+Structure+and+Catalytic+Ability.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Characterization+of+Copper-Nanoparticle-Containing+Silica+Aerogel+Prepared+Via+Rapid+Supercritical+Extraction+for+Applications+in+Three-Way+Catalysis.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+Characterization+of+Copper-containing+Alumina+and+Silica+Aerogels+for+Catalytic+Applications.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Catalytic Air Pollution Technology. , (2009).</li><li>Gauthier, B. M., Bakrania, S. D., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Fast+Supercritical+Extraction+Technique+for+Aerogel+Fabrication.">A Fast Supercritical Extraction Technique for Aerogel Fabrication.</a> J. Non-Cryst. Solids. 350, 238-243 (2004).</li><li>Gauthier, B. M., Anderson, A. M., Bakrania, S. D., Mahony, M. K., Bucinell, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+and+Device+for+Fabricating+Aerogels+and+Aerogel+Monoliths+Obtained+Thereby.">Method and Device for Fabricating Aerogels and Aerogel Monoliths Obtained Thereby.</a> US Patent No. , (2008).</li><li>Gauthier, B. M., Anderson, A. M., Bakrania, S. D., Mahony, M. K., Bucinell, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+and+Device+for+Fabricating+Aerogels+and+Aerogel+Monoliths+Obtained+Thereby.">Method and Device for Fabricating Aerogels and Aerogel Monoliths Obtained Thereby.</a> US Patent. , (2011).</li><li>Roth, T. B., Anderson, A. M., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparing+Silica+Aerogel+Monoliths+via+a+Rapid+Supercritical+Extraction+Method.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulating+Cytochrome+c+in+Silica+Aerogel+Nanoarchitectures+without+Metal+Nanoparticles+while+Retaining+Gas-phase+Bioactivity.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Biopolymer+Aerogels+Using+Green+Solvents.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Functionalization+of+3D+Nano-graphene+Materials:+Graphene+Aerogels+and+Graphene+Macro+Assemblies.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternatives+to+noble+metal+catalysts+for+automotive+exhaust+purification.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+high-surface-area+alumina+aerogels+without+the+use+of+alkoxide+precursors.">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. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benchtop+Scale+Testing+of+Aerogel+Catalysts.">Benchtop Scale Testing of Aerogel Catalysts.</a> SAE Technical Paper 2016-01-920. , (2016).</li><li>Anderson, A. M., Wattley, C. W., Carroll, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silica+Aerogels+Prepared+via+Rapid+Supercritical+Extraction:+Effect+of+Process+Variables+on+Aerogel+Properties.">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 metal içeren birleşme yolu ile nano tanecikleri içine Silis aerogels. Islak jel gözenekleri sadece alkol ve su (yani silis protokolleri) içerdiğinde, solvent exchange gerekli değildir. Bu durumda, sıvı habercisi karışımı jelleşme ve ayıklama ile metal kalıp içine doğrudan her iki meydana gelen sıcak-basın işlemi sırasında daha önce Carroll ve ark.17 ve bu iletişim kuralı için Si-Cu NP aerogels gösterildiği dökülür. Biz biraz daha uzun sıcak basın jelleşme kalıp çıkarma önce gerçekleşmesini sağlamak için kullanın. Bu yaklaşımda, ortam koşulları altında jel bir tarifi < 4 h arzu. Alternatif olarak, RSCE yöntemi önceden genellikle monolitik örnekleri6,11 veya jel, bu Protokolü'sı-Cu küçük şeytan, Al-Cu Imp ve Al-Cu polis sol jelleri gibi küçük parçalar solvent ayıklamak için kullanılabilir.
Önceki yayınları16,17' de belirtildiği gibi uygun şekilde metal kalıp verilen yasaklama güç ayarlama başarılı RSCE için çok önemlidir; Bu kuvvet kalıp boyutu ve şekli bağlı olarak ayarlanması gerekir. Her sıcak basın aerogel ayıklama ücret başarılabilir hacmi sınırlar kuvvet frenleyici maksimum vardır. Jelleri ve çözücüler RSCE işlemi için uygun sıcaklık dayanabilir sınırlı ve basınç (T/P) koşulları istihdam ve metal kalıp veya conta malzemeleri ile tepki yok. Ayrıca, T/P koşulları solvent(s) jel kritik nokta yukarıda getirmek gerekir veya daraltılmış jelleri aerogels yerine oluşturulacak. Büzülme RSCE işleminin olmaması nedeniyle, yekpare imal etmek açık-alt kalıplar kullanılır. Bir açık-alt kalıp mühürleme habercisi karışımı sıcak basın Fotokopiler kaçağı önlemek için gereklidir. Sağlam yekpare uç uygulaması için gerekli olmayan bir kapalı alt kalıp kullanım kolaylığı için önerilir.
Nano tanecikleri silis alkoxide öncüleri Bankası katalize tepki için habercisi karışımı eklenir yaklaşımlar kimyasallar aerogels kaldırılması için kalıp karıştırma üzerinden sadece 8 h gerektiren bir süreç içinde yekpare aerogels verim 10,17. Bu önemli ölçüde aerogels süperkritik CO2 çıkarma tarafından hazırlanması toplam süresi daha kısadır (jel oluşumu, birden çok günlük süre içinde çözelti değişimleri de dahil olmak üzere işleme). İşlem zamanı olarak küçük sıcak istihdam oranları soğutma ve Isıtma artan tarafından 3 h olarak program24basın kısaltılmış. Bu protokol için gösterdi Al-Cu Imp jelleri gibi bir emprenye yaklaşım kullanımı en az bir çözelti exchange gerektirir ve böylece aerogel imalatı için gerekli toplam süresini uzatır. Jelleri tuzları22 hazırlanması için epoksi yardımıyla Yöntem işleme, aşırı epoksi ve yan reaksiyon6kaldırmak için önce birden çok çözücü değişim gerektirir. Zaman karıştırma ve jelleşme için gerekli olmasına rağmen sonuç olarak, kısa (< 1 h) ve RSCE 5 h içinde belgili tanımlık tulum zaman bu protokol için açıklanan alümina tabanlı aerogels birkaç gün içinde genişletilmiş yapmak için yapılır.
Her ne kadar bu iletişim kuralı bakır içeren hazırlanması üzerinde odaklanmıştır aerogels, bu yöntemler metal içeren çok çeşitli birleştirmek için kullanılan türler nano tanecikleri, Alümina veya silis esaslı aerogels7, dahil olmak üzere, 8 , 9. nano tanecikleri süspansiyonlar istihdam, öncü karışımı içinde nano tanecikleri, yerleşme üniform olmayan dağıtım elde edilen aerogel maddi neden olabilir. Ayrıca, renk değişimleri aerogel tek bir toplu iş elde edilen malzeme koşullar ince değişiklikleri bazen bir jel tarafından işleme sırasında Örneğin, metal kalıp içinde farklı pozisyonlarda deneyimli olduğunu gösterir. Bakır içeren türler, bakır oksidasyon devlet ve ligand önemli değişiklikler durumunda yapısı ortaya10,11daha fazla çalışma yararları, işleme sırasında.
Bu bir otomobil ve sofistike, pahalı ticari test laboratuvarı kullanımına gerek kalmadan bir otomotiv katalitik konvertör karşılaştı yaklaşık koşullar altında katalitik aerogels test için UCAT sistem23 sağlayan ekipman. UCAT inşaat maliyeti yaklaşık $75 k oldu. Algılama, hangi does değil sağlamak tepki ürünlerin tam bir değerlendirme beş-gaz Çözümleyicisi (CO, CO2, Hayır, O2, HCs), tarafından bu gazlar tespit sınırlıdır. Bu protokol için gösterdi koşullar altında işletilen zaman katalizör performans azaltılması ve oksitleyici koşullar altında tespit edilebilir. Devam eden çalışmaları odaklanan UCAT daha altında çeşitli test izni için yeteneklerini ekleyerek koşullar, nemlendirme ve geçici dahil olmak üzere egzoz karışımları.

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.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57075/57075fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="670">
	<tbody>
		<tr height="76">
			<td height="76" style="height:76px;width:216px;">Variable micropipettor, 100-1000 &#181;L</td>
			<td style="width:168px;">Manufactured by Eppendorf, purchased from Fisher Scientific www.fishersci.com</td>
			<td style="width:119px;">S304665</td>
			<td style="width:167px;">Any 100-1000 &#181;L pipettor is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="76">
			<td height="76" style="height:76px;width:216px;">Variable Pipettor, 2.5-10 mL</td>
			<td style="width:168px;">Manufactured by Eppendorf, purchased from Fisher Scientific www.fishersci.com</td>
			<td style="width:119px;">21-379-25</td>
			<td style="width:167px;">Any variable pipettor is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Pasteur pipettes</td>
			<td style="width:168px;">FisherScientific</td>
			<td style="width:119px;">13-678-6A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="57">
			<td height="57" style="height:57px;width:216px;">Syringe</td>
			<td style="width:168px;">Purchased from Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">Z181390 syringe with Z261297 needle</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Digital balance</td>
			<td style="width:168px;">OHaus Explorer Pro</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Any digital balance is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Beakers</td>
			<td style="width:168px;">Purchased from Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Any glass beaker is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Graduated Cylinder</td>
			<td style="width:168px;">Purchased from Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Any glass graduated cylinder is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Magnetic Plate/Stirrer</td>
			<td style="width:168px;">FisherScientific Isotemp</td>
			<td style="width:119px;">SP88854200P</td>
			<td style="width:167px;">Any magnetic plate/stirrer is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Ultrasonic Cleaner</td>
			<td style="width:168px;">FisherScientific FS6</td>
			<td style="width:119px;">153356</td>
			<td style="width:167px;">Any sonicator is suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="57">
			<td height="57" style="height:57px;width:216px;">Mold</td>
			<td style="width:168px;">Fabricated in House</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Fabricate from cold-rolled steel or stainless steel.</td>
		</tr>
		<tr height="133">
			<td height="133" style="height:133px;width:216px;">Hydraulic Hot Press</td>
			<td style="width:168px;">Tetrahedron www.tetrahedronassociates.com</td>
			<td style="width:119px;">MTP-14</td>
			<td style="width:167px;">Any hot press with temperature and force control will work. Needs maximum temperature of ~550 F and maximum force of 24 tons.</td>
		</tr>
		<tr height="153">
			<td height="153" style="height:153px;width:216px;">UCAT (Union Catalytic Testbed)</td>
			<td style="width:168px;">Fabricated in House</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Described in detail in reference #21:&#160; 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).</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bar 97 Gas</td>
			<td>Praxair</td>
			<td>MS_BAR97ZA-D7</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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 renk11kırmızı görünür. (Gösterilmez) Al-Cu polis aerogels yeşil yeşil-gri renkte. Si-Cu Imp aerogels (Şekil 2b) gözlenen kırmızı, sarı ve yeşil renkleri ile benekli bir görünüm var. Si-Cu NP aerogels monolitik nanopartikül ağırlığı yüzde ile değişir ve de kalıp, kalıp farklı yerlerdeki deneyimli koşulları işleme bazı varyasyon gösteren, iyi şey değişir renk ile. 10 Örneğin, sarı, mor, pembe (Şekil 2 c) ve yeşil (gösterilmez) Cu+ 2 dağılım 3 wt % hazırlanan ve aynı toplu iş iş işlemde, işlenen Si-Cu NP aerogel yekpare vardır.
Tablo 7 hazırlanmış bakır içeren aerogels temsilcisi fiziksel özellikleri listeler. Si-Cu NP aerogels için yüzey alanı nano tanecikleri ağırlık yüzdesi olarak artar, Anderson vd.10 içinde açıklandığı gibi azalır
Tuzak aerogels bakırın kanıtı Şekil 3 SEM/EDX görüntülerini ve Şekil 4XRD şekillerinin gösterilir. Rakamlar 3a ve 3b Cu+ 2 nanodispersion kullanılarak hazırlanan Si-Cu NP aerogel SEM/EDX görüntülerini göster. 25-55 nm nano tanecikleri orijinal nanodispersion içinde bazı Aglomerasyon gerçekleştiğini ca. 400 nm çapında nanopartikül bakır içeren gösterilir. Şekil 3 c daha küçük (ca. 50 nm) nano tanecikleri Al-Cu Imp aerogel dağınık gösterir.
Metalik bakır 2θ, karşılık gelen tepeler hazırlanan Si-Cu Imp ve Si-Cu NP aerogels (4 rakam, daha düşük izleri), XRD desenler içeren = alcohothermal azaltma bakır türlerin RSCE sırasında meydana geldiğini belirten 43, 50 ve 74°, jelleri10,11/ işleniyor. Olarak hazırlanan Al-Cu Imp aerogel desen (4 rakam, en iyi izleme) XRD doruklarına pseudoboehmite şeklinde alüminyum ve bakır (II) ile uyumlu sinirlerde-tür11içeren. Isıl işlem 700 °C, tüm bu bakır içeren aerogels yukarıda sonra XRD copper(II) oksit10,11(değil gösterilir) gösterge doruklarına.
Şekil 5 verilerde bakır içeren alümina aerogels her benzin motor egzozu endişe üç önemli kirleticilerin ortadan kaldırabilir reaksiyonlar katalizlerler yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir (CO, NO ve HCs)11 koşullar altında test . Şekil 6 bakır içeren silis aerogels10,11 katalitik yeteneği gösterir ve böylece metal katkılı aerogels katalitik yeteneklerini sağlam olduğuna dair bir kanıt sağlar (yani faaliyet gösterdi birden fazla aerogel matris içinde bulunan etkin bakır türleri ile) ve tailorable. Katalitik aktivitesi ayrıntıları (türleşme, parçacık boyutu, yükleme düzeyi, vb), bakır bakır aerogel (emprenye, bakır nano tanecikleri ile doping Co habercisi) ve temel aerogel nasıl giriliyor bağlı görünmektedir () Yani silis alümina vs). Bu parametreleri ve etkileşimleri katalitik performansını nasıl etkilediğini ayrıntılarını değil henüz iyi anlaşılır ama onlar aerogel katalizörler belirli işlevleri ve bu terzilik için önemli ''tasarım alanı'' olduğunu belirtmek gelecekte yapılacak çalışmalar için zengin bir bölgedir. Bu sonuçlar daha fazla tartışmak daha önce yayımlanmış çalışma10,11,23' bulunabilir.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Aerogel</td>
			<td>Yoğunluk (g/mL)</td>
			<td>Yüzey alanı (m2/g)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Cu-Si küçük şeytan</td>
			<td>0,11</td>
			<td>780 ± 50</td>
		</tr>
<tr>
<td>Cu-Al küçük şeytan</td>
			<td>0.09 - 0,11</td>
			<td>390 - 430</td>
		</tr>
<tr>
<td>Si-Cu NP</td>
			<td>0,08 - 0,10</td>
			<td>200 - 500</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 7. Hazırlanan Aerogels için temsilcisi fiziksel karakterizasyonu verileri.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig2.jpg"> Resim 2 . Bakır içeren fotoğrafları aerogels. (bir) Al-Cu Imp; (b) Si-Cu Imp; (c) Si-Cu NP (3 wt % Cu+ 2yapılmıştır). Renk değişimleri aynı toplu iş iş işlemde fabrikasyon aerogels içinde ortaya unutmayın. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57075/57075fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig3.jpg"> Şekil 3 . Hazırlanan aerogels SEM filmler. (bir) EDX gelmekte görüntüsünü 3 Si-Cu (3 wt % Cu+ 2yapılmıştır) NP (ölçek çubuğunun sağ alt köşesinde içinde: 800 nm); (b) EDX görüntü için örnek olarak Cu sinyal (a) (sağ alt köşesinde ölçek çubuğu: 800 nm); (c) SEM görüntü Al-Cu Imp aerogel (ölçek çubuğu alt sol köşesinde: 200 nm). 50kX büyütme oranında çekilen tüm görüntüleri. Rakamlar 3a ve 3b Anderson ve arkyeniden basıldı. 10 Şekil 3 c Tobin ve arkyeniden basıldı. 11 <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57075/57075fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig4.jpg"> Şekil 4 . XRD kalıpları hazırlanan aerogels. Al-Cu Imp aerogel kanıtı pseudoboehmite (B) ve (X) copper(II) tuz kristalleri gösterir. Si-Cu aerogels (IMP ve NP) her iki tür metalik bakır (Cu) kanıtı göster. X ekseni ölçeği gösteren Not ışın bakır bir x-ışını kaynağı tüpü kullanarak toplanan veriler için yansıyan; y ekseni ölçek desen netlik için mahsup edilir çünkü belirtilen değil. Bu rakam Anderson vd.10 ve Tobin ve arkdeğiştirildi. 11 <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57075/57075fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig5.jpg"> Şekil 5 . HCs, hayır çevrimi ve CO bakır içeren alümina aerogel emprenye yöntemi ile hazırlanan için. (bir) oksijen yokluğu (300 ppm Hayır, % 0.5 CO, %6.0 CO2 200 ppm propan HC için) ve (b) Oksijen varlığında (2%0,36 O, 295 ppm Hayır, %0.49 CO, % 5,9 CO2 197 ppm propan HC için). 20 s-1uzay hızını kullanarak testleri yapıldı. Hata çubukları beş ishal standart sapmayı temsil eder. Hatları göz bir yardım olarak dahil edilir. Gölgeli bölgeler (Hayır için pembe yeşil-brown üzerinde CO için yaptı; mavi HC ve yeşil-gri için CO için sağ tarafta) bir inert (silis) aerogel. ölçülen dönüşüm faaliyet gösteren Bu rakam Tobin ve ark. yayımlanmaktadır 11 <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57075/57075fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig6.jpg"> Şekil 6 . Dönüşüm Hayır, CO ve bakır nanopartikül katkılı silis aerogels için. (bir) oksijen yokluğu (300 ppm Hayır, % 0.5 CO, %6.0 CO2 200 ppm propan HC için) ve (b) Oksijen varlığında (2%0,36 O, 295 ppm Hayır, %0.49 CO, % 5,9 CO2 197 ppm propan HC için). 20 s-1uzay hızını kullanarak testleri yapıldı. Üç çeşit nano tanecikleri vardı (Cu0, Cu+ 1, Cu+ 2) göstergede belirtildiği gibi ağırlığı yüzde ile istihdam. Değiştirilmemiş silis aerogel ve Si-Cu Imp aerogels için verileri de Tobin ve ark. yer almaktadır Karşılaştırma için 11 . Hata çubukları 2 ya da 3 ishal standart sapması temsil eder. Hatları göz bir yardım olarak dahil edilir. Bu rakam Anderson vd. yayımlanmaktadır 10

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction at JoVE.com

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

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 ...

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

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

7.2K Görüntüleme.  Union College. 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.

Video: Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The procedure requires 15-20 min of preparation time, during which a liquid precursor mixture is prepared and poured into wells of a metal mold that is placed between the platens of a hydraulic hot press, followed by several hours of processing within the hot press. The precursor solution consists of a 1.0:12.0:3.6:3.5 x 10-3 molar ratio of tetramethylorthosilicate (TMOS):methanol:water:ammonia. In each well of the mold, a porous silica sol-gel matrix forms. As the temperature of the mold and its contents is increased, the pressure within the mold rises. After the temperature/pressure conditions surpass the supercritical point for the solvent within the pores of the matrix (in this case, a methanol/water mixture), the supercritical fluid is released, and monolithic aerogel remains within the wells of the mold. With the mold used in this procedure, cylindrical monoliths of 2.2 cm diameter and 1.9 cm height are produced. Aerogels formed by this rapid method have comparable properties (low bulk and skeletal density, high surface area, mesoporous morphology) to those prepared by other methods that involve either additional reaction steps or solvent extractions (lengthier processes that generate more chemical waste).The rapid supercritical extraction method can also be applied to the fabrication of aerogels based on other precursor recipes.

This article describes a rapid supercritical extraction method for fabricating silica aerogels. By utilizing a confined mold and hydraulic hot press, monolithic aerogels can be made in eight hours or less.

Bir Rapid Süperkritik Ekstraksiyon Yöntemi ile Silika AEROJEL Monoliths hazırlanıyor

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The ...

Kimya

Synthesis and Catalytic Performance of Gold Intercalated in the Walls of Mesoporous Silica

As a promising catalytically active nano reactor, gold nanoparticles intercalated in mesoporous silica (GMS) were successfully synthesized and properties of the materials were investigated. We used a one pot sol-gel approach to intercalate gold nano particles in the walls of mesoporous silica. To start with the synthesis, P123 was used as template to form micelles. Then TESPTS was used as a surface modification agent to intercalate gold nano particles. Following this process, TEOS was added in as a silica source which underwent a polymerization process in acid environment. After hydrothermal processing and calcination, the final product was acquired. Several techniques were utilized to characterize the porosity, morphology and structure of the gold intercalated mesoporous silica. The results showed a stable structure of mesoporous silica after gold intercalation. Through the oxidation of benzyl alcohol as a benchmark reaction, the GMS materials showed high selectivity and recyclability.

Here, we present a protocol with a sol-gel process to synthesize gold intercalated in the walls of mesoporous materials (GMS), which is confirmed to possess a mesoporous matrix with gold intercalated in the walls imparting great stability and recyclability.

Sentezi ve Mezogözenekli Silika Walls Altın interkalasyonlu Katalitik Performans

As a promising catalytically active nano reactor, gold nanoparticles intercalated in mesoporous silica (GMS) were successfully synthesized and properties ...

Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. Herein, nitrogen is presented as a novel supercritical drying fluid for specialized applications such as in the processing of reactive porous materials, where carbon dioxide and other fluids are not appropriate due to their higher chemical reactivity. Nitrogen exhibits similar physical properties in the near-critical region of its phase diagram as compared to carbon dioxide: a widely tunable density up to ~1 g ml-1, modest critical pressure (3.4 MPa), and small molecular diameter of ~3.6 &#197;. The key to achieving a high solvation power of nitrogen is to apply a processing temperature in the range of 80-150 K, where the density of nitrogen is an order of magnitude higher than at similar pressures near ambient temperature. The detailed solvation properties of nitrogen, and especially its selectivity, across a wide range of common target species of extraction still require further investigation. Herein we describe a protocol for the supercritical nitrogen processing of porous magnesium borohydride.

Nitrogen is an effective supercritical fluid for extraction or drying processes due to its small molecular size, high density in the near-liquid supercritical regime, and chemical inertness. We present a supercritical nitrogen drying protocol for the purification treatment of reactive, porous materials.

Reaktif Gözenekli Malzemelerin Saflaştırılması Süperkritik Azot İşleme

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers (gelatin, agar, cellulose), only recently have biomasses been recognized as an abundant source of chemically diverse macromolecules for functional aerogel materials. Biopolymer aerogels (pectin, alginate, chitosan, cellulose, etc.) exhibit both specific inheritable functions of starting biopolymers and distinctive features of aerogels (80-99% porosity and specific surface up to 800 m2/g). This synergy of properties makes biopolymer aerogels promising candidates for a wide gamut of applications such as thermal insulation, tissue engineering and regenerative medicine, drug delivery systems, functional foods, catalysts, adsorbents and sensors. This work demonstrates the use of pressurized carbon dioxide (5 MPa) for the ionic cross linking of amidated pectin into hydrogels. Initially a biopolymer/salt dispersion is prepared in water. Under pressurized CO2 conditions, the pH of the biopolymer solution is lowered to 3 which releases the crosslinking cations from the salt to bind with the biopolymer yielding hydrogels. Solvent exchange to ethanol and further supercritical CO2 drying (10 - 12 MPa) yield aerogels. Obtained aerogels are ultra-porous with low density (as low as 0.02 g/cm3), high specific surface area (350 - 500 m2/g) and pore volume (3 - 7 cm3/g for pore sizes less than 150 nm).

A new way for the production of biopolymer-based aerogels by carbon dioxide (CO2) induced gelation is shown. The technique utilizes pressurized carbon dioxide (5 MPa) for the production of biopolymer hydrogels and supercritical CO2 (12 MPa) to convert gels into aerogels. The only solvents needed besides CO2 are water and ethanol.

Yeşil Solventler kullanma Biyopolimer Aerogels Hazırlanması

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil (HGO) for production of transportation fuels through a fluid catalytic cracking (FCC) route. Cracking experiments are performed with a fully automated reaction unit at a fixed weight hourly space velocity (WHSV) of 8 hr-1, 490-530 &#176;C, and catalyst/oil ratios of 4-12 g/g. When a feed is in contact with catalyst in the fluid-bed reactor, cracking takes place generating gaseous, liquid, and solid products. The vapor produced is condensed and collected in a liquid receiver at -15 &#176;C. The non-condensable effluent is first directed to a vessel and is sent, after homogenization, to an on-line gas chromatograph (GC) for refinery gas analysis. The coke deposited on the catalyst is determined in situ by burning the spent catalyst in air at high temperatures. Levels of CO2 are measured quantitatively via an infrared (IR) cell, and are converted to coke yield. Liquid samples in the receivers are analyzed by GC for simulated distillation to determine the amounts in different boiling ranges, i.e., IBP-221 &#176;C (gasoline), 221-343 &#176;C (light cycle oil), and 343 &#176;C+ (heavy cycle oil). Cracking of a feed containing canola oil generates water, which appears at the bottom of a liquid receiver and on its inner wall. Recovery of water on the wall is achieved through washing with methanol followed by Karl Fischer titration for water content. Basic results reported include conversion (the portion of the feed converted to gas and liquid product with a boiling point below 221 &#176;C, coke, and water, if present) and yields of dry gas (H2-C2's, CO, and CO2), liquefied petroleum gas (C3-C4), gasoline, light cycle oil, heavy cycle oil, coke, and water, if present.

This paper presents an experimental method to produce biofuels and biochemicals from canola oil mixed with a fossil-based feed in the presence of a catalyst at mild temperatures. Gaseous, liquid, and solid products from a reaction unit are quantified and characterized. Conversion and individual product yields are calculated and reported.

Katalitik Kırma Dönüşüm aracılığıyla Kanola Yağı gelen Biyoyakıt ve Biochemicals laboratuvar üretimi

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

Fonksiyonel norbornenler Katalitik Yerleştirme Polimerizasyon için Basit ve Etkin Protokol

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being leveraged for developing sophisticated photonic sensors. Silicon photonic sensors seek to exploit the strong confinement of light in nano-waveguides to transduce changes in physical state to changes in resonance frequency. In the case of thermometry, the thermo-optic coefficient, i.e., changes in refractive index due to temperature, causes the resonant frequency of the photonic device such as a Bragg grating to drift with temperature. We are developing a suite of photonic devices that leverage recent advances in telecom compatible light sources to fabricate cost-effective photonic temperature sensors, which can be deployed in a wide variety of settings ranging from controlled laboratory conditions, to the noisy environment of a factory floor or a residence. In this manuscript, we detail our protocol for the fabrication and testing of photonic thermometers.

We describe the process of fabrication and testing of photonic thermometers.

İmalat ve fotonik termometreler test

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being ...

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

We demonstrate a method for the synthesis of NixNb1-xO catalysts with sponge-like and fold-like nanostructures. By varying the Nb:Ni ratio, a series of NixNb1-xO nanoparticles with different atomic compositions (x = 0.03, 0.08, 0.15, and 0.20) have been prepared by chemical precipitation. These NixNb1-xO catalysts are characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning electron microscopy. The study revealed the sponge-like and fold-like appearance of Ni0.97Nb0.03O and Ni0.92Nb0.08O on the NiO surface, and the larger surface area of these NixNb1-xO catalysts, compared with the bulk NiO. Maximum surface area of 173 m2/g can be obtained for Ni0.92Nb0.08O catalysts. In addition, the catalytic hydroconversion of lignin-derived compounds using the synthesized Ni0.92Nb0.08O catalysts have been investigated.

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

A protocol for the synthesis of sponge-like and fold-like Ni1-xNbxO nanoparticles by chemical precipitation is presented.

Nb2O5 sentezi için kimyasal yağış yöntemi toplu nikel katalizör yüksek belirli yüzey alanı ile modifiye

We demonstrate a method for the synthesis of NixNb1-xO catalysts with sponge-like and fold-like nanostructures. By varying the Nb:Ni ratio, a series of ...

A Rapid Synthesis Method for Au, Pd, and Pt Aerogels Via Direct Solution-Based Reduction

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various precursor noble metal ions with reducing agents in a 1:1 (v/v) ratio results in the formation of metal gels within seconds to minutes compared to much longer synthesis times for other techniques such as sol-gel. Conducting the reduction step in a microcentrifuge tube or small volume conical tube facilitates a proposed nucleation, growth, densification, fusion, equilibration model for gel formation, with final gel geometry smaller than the initial reaction volume. This method takes advantage of the vigorous hydrogen gas evolution as a by-product of the reduction step, and as a consequence of reagent concentrations. The solvent accessible specific surface area is determined with both electrochemical impedance spectroscopy and cyclic voltammetry. After rinsing and freeze drying, the resulting aerogel structure is examined with scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, and nitrogen gas adsorption. The synthesis method and characterization techniques result in a close correspondence of aerogel ligament sizes. This synthesis method for noble metal aerogels demonstrates that high specific surface area monoliths may be achieved with a rapid and direct reduction approach.

A rapid, direct solution-based reduction synthesis method to obtain Au, Pd, and Pt aerogels is presented.

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

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various ...

Synthesis Method for Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often result in fragile aerogels with poor shape control. The use of carboxymethylated cellulose nanofibers (CNFs) to form a covalently bonded hydrogel allows for the reduction of metal ions such as palladium on the CNFs with control over both nanostructure and macroscopic aerogel monolith shape after supercritical drying. Crosslinking the carboxymethylated cellulose nanofibers is achieved using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) in the presence of ethylenediamine. The CNF hydrogels maintain their shape throughout synthesis steps including covalent crosslinking, equilibration with precursor ions, metal reduction with high concentration reducing agent, rinsing in water, ethanol solvent exchange, and CO2 supercritical drying. Varying the precursor palladium ion concentration allows for control over the metal content in the final aerogel composite through a direct ion chemical reduction rather than relying on the relatively slow coalescence of pre-formed nanoparticles used in other sol-gel techniques. With diffusion as the basis to introduce and remove chemical species into and out of the hydrogel, this method is suitable for smaller bulk geometries and thin films. Characterization of the cellulose nanofiber-palladium composite aerogels with scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, thermal gravimetric analysis, nitrogen gas adsorption, electrochemical impedance spectroscopy, and cyclic voltammetry indicates a high surface area, metallized palladium porous structure.

A synthesis method for cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented.The resulting composite aerogel materials offer potential for catalysis, sensing, and hydrogen gas storage applications.

Selüloz nanofiber Biotemkaplama Palladium kompozit Aerogels için sentez yöntemi

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often ...