Name: fabrication and testing of catalytic aerogels prepared via rapid supercritical extraction
Uploaded: 2018-08-31T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction at JoVE.com

Utveckling av syntesmetoder för katalytisk Aerogel finansierades genom National Science Foundation (NSF) bidrag nr. DMR-1206631. Design och konstruktion av UCAT finansierades genom NSF bidrag nr. CBET-1228851. Ytterligare finansiering tillhandahölls av Union College fakultet forskningsfonden. Författarna vill också erkänna bidrag från Zachary Tobin, Aude Bechu, Ryan Bouck, Adam Forti och Vinicius Silva.

Säkerhetsöverväganden: Bära skyddsglasögon eller skyddsglasögon och laboratorium handskar på alla tider när utför förberedande arbete med kemiska lösningar och vid hantering av våt gel eller katalytisk aerogel material. Hantera propylenoxid, tetrametyl orthosilicate (TMOS), etanol, metanol, ammoniak, nanopartiklar och lösningar som innehåller någon av dessa inom ett dragskåp. Läs säkerhet Data Sheets (SDS) för alla kemikalier, inklusive nanopartiklar, före arbetar med dem. Bära en partiklar mask när...

<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>

Nyttan av metoden RSCE för tillverkning av katalytisk Aerogel och UCAT systemet för att demonstrera katalytiska förmåga har visats häri. Stora fördelar med dessa protokoll över andra metoder är hastigheten på RSCE aerogel fabrication och relativt billig inställning till katalytisk testning av UCAT.
Geler som ska extraheras kan förberedas via en mängd olika metoder, inklusive impregnering av metallsalter i en aluminiumoxid eller kiseldioxid våt gelmatris, införandet av metallsalte...

Silica - och aluminiumoxid-baserade Aerogel har anmärkningsvärda egenskaper, inklusive låg densitet, hög porositet, höga yta, god termisk stabilitet och låg värmeledningsförmåga1. Dessa egenskaper attraktivt aerogel material för en mängd applikationer1,2. Ett program som utnyttjar den termiska stabilitet och höga yta av Aerogel är heterogen katalys; flera artiklar granska litteraturen i detta område2,3,4,5. Det finns många metoder för tillverkning av aerogel-baserade katalysatorer, inklusive stiftelseurkunden eller entrapment av katalytisk arter inom ramen av en kiseldioxid eller aluminiumoxid aerogel5,6,7, 8,9,10,11. Den nuvarande arbetet fokuserar på protokoll för beredning via snabba Överkritisk extraktion (RSCE) och katalytisk provning av aerogel material för automotive föroreningar riskreducerande och använder koppar-innehållande Aerogel som exempel.
Trevägskatalysatorer (TWCs) är allmänt används i utrustning för begränsning av föroreningar för bensin motorer12. Moderna TWCs innehåller platina, palladium och rodium, platinum-gruppen metaller (platinametaller) som är sällsynta och därför dyrt och miljömässigt kostsam att erhålla. Katalysatormaterial baserat på mer lättillgängliga metaller skulle ha betydande ekonomiska och miljömässiga fördelar.
Aerogel kan framställas från våta geler med hjälp av olika metoder1. Målet är att undvika pore kollaps som vätska tas bort från gelen. Anställd i detta protokoll är en snabb Överkritisk extraktion (RSCE) metod där utvinning sker från en gel som innesluten i en metall mögel i en programmerbar hydrauliska hot press13,14,15, 16. Användning av denna RSCE process för tillverkning av kiseldioxid aerogel monoliter har tidigare visats i ett protokoll17, där relativt korta förberedelsetiden är associerad med denna strategi betonades. Superkritisk CO2 extraktion är en vanligare metod, men tar längre tid och kräver större användning av lösningsmedel (inklusive CO2) än RSCE. Andra grupper har nyligen publicerade protokoll för beredning av en mängd olika typer av Aerogel använder superkritisk CO2 utvinning18,19,20.
Här presenteras protokoll för att fabricera och katalytiskt testa en mängd olika typer av koppar-innehållande katalytiska Aerogel. Baserat på nr minskning och CO oxidation aktivitet ranking av kol-stödda oädel metall katalysatorer under förhållanden av intresse för fordonsindustrin föroreningar riskreducerande som tillhandahålls av Kapteijn et al. 21, koppar valdes som den katalytiska metallen för detta arbete. Fabrication metoder inkluderar a impregnering (IMP) av koppar salter i aluminiumoxid eller kiseldioxid våta geler11, (b) använda copper(II) och aluminium salter som samtidig prekursorer (Co-P) när fabricera koppar-aluminiumoxid Aerogel6,22, och (c) fångade koppar-innehållande nanopartiklar in en kiseldioxid aerogel matrisen under tillverkning10. I varje fall en RSCE metod används för borttagning av lösningsmedel från porerna i våt gel matris13,14,15.
Ett protokoll för bedömning av lämpligheten av dessa material som TWCs för automotive föroreningar riskreducerande, använder den Union katalytisk testbädd (UCAT)23, presenteras också. Syftet med UCAT systemet, viktiga delar som visas schematiskt i figur 1, är att simulera kemisk, termisk, och flöde villkorar erfor i en typisk bensin motorn katalysator. UCAT funktioner genom att föra en simulerad avgasblandningen över en aerogel provet vid en kontrollerad temperatur och flöde klassar. Aerogel provet läses in i en 2,25-cm-diameter tubulär packade säng flöde cell (”test avsnitt”), som innehåller provet mellan två skärmar. Inlästa flöde cellen placeras i en ugn för att styra avgaserna och katalysator temperatur och prover av behandlade avgaser (dvs avgaser flödat igenom packade sängen) och obehandlade gas (dvs förbi packade sängen) undersöks på ett utbud av temperaturer upp till 700 ˚C. Koncentrationerna av tre viktiga föroreningar--CO, NO, och oförbrända kolväten (HCs)--mäts med en fem-gas analyzer efter behandlas av aerogel katalysatorn och, separat, i en obehandlad (”bypass'') flöde; från dessa data beräknas ''procent omvandlingen'' för varje förorening. För den provning som beskrivs häri, ett kommersiellt tillgängliga avgas blandning, California Bureau of Automotive reparation (BAR) 97 låga utsläpp blandning var anställd. Fullständiga uppgifter av UCAT's konstruktion och funktion presenteras i Bruno o.a.23
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57075/57075fig1.jpg"> Figur 1. UCAT Test avsnittet och provtagningssystemen. Återges med tillstånd från 2016-01-0920 (Bruno o.a. ( 23), copyright 2016 SAE International. Vidare distribution av detta material är inte tillåtet utan föregående skriftligt tillstånd från SAE. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57075/57075fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</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

Protokoll för att förbereda och testa katalytisk Aerogel genom att införliva metall arter i kvarts och aluminiumoxid aerogel plattformar presenteras. Tre beredningsmetoder beskrivs: (a) införlivandet av metall salter i kiseldioxid eller aluminiumoxid våta geler med hjälp av impregnering metod; (b) införlivandet av metall salter i aluminiumoxid våt gel med en samtidig föregångare metod; och (c) tillägg av metall nanopartiklar direkt i en kiseldioxid aerogel föregångare blandning. Metoderna utnyttjar en hydraulisk hot press, vilket möjliggör snabb (< 6 h) Överkritisk extraktion och resultat i Aerogel av låg densitet (0.10 g/mL) och höga yta (200-800 m2g). Medan arbetet presenteras här fokuserar på användning av koppar salter och koppar nanopartiklar, kan metoden implementeras med hjälp av andra metallsalter och nanopartiklar. Ett protokoll för att testa trevägs katalytiska förmågan hos dessa Aerogel för automotive föroreningar riskreducerande presenteras också. Denna teknik använder specialbyggda utrustning, den Union katalytisk testbädd (UCAT), i vilken en simulerad avgasblandningen överförs över en aerogel provet vid en kontrollerad temperatur och flöde. Systemet kan mäta förmågan hos den katalytiska Aerogel, under båda oxiderande och minska villkor, för att konvertera CO, nej och oförbränt kolväten (HCs) till mindre skadliga arter (CO2, H2O och N2). Exempel på katalytisk resultat presenteras för de Aerogel som beskrivs.

Fotografiska bilder av den resulterande Aerogel presenteras i figur 2. Eftersom de våta gelerna bröts i bitar före lösningsmedel exchange, är de Al-Cu IMP och Si-Cu IMP Aerogel i små, oregelbundet formade monolitisk bitar. Det framgår av färgning av dessa prover som Aerogel innehåller koppar arter och att variationer i koppar artbildning och/eller ligand struktur förekommer inom material. Al-Cu IMP Aerogel (figur 2a) vi...

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

Här presenterar vi protokoll för att förbereda och testa katalytisk Aerogel genom att införliva metall arter i kvarts och aluminiumoxid aerogel plattformar. Metoder för att förbereda material med koppar salter och koppar-innehållande nanopartiklar finns. Katalytisk testprotokoll demonstrera effektiviteten av dessa Aerogel för tre-vägs katalys applikationer.

Tillverkning och provning av katalytisk Aerogel redo Via snabba Överkritisk extraktion

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

In Situ SIMS och IR-spektroskopi väldefinierade ytor förbehandlade av Soft Landing av Mass-utvalda Joner

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using ...

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

Förbereda Silica Aerogel monoliter via en snabb superkritisk extraktion metod

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

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

Syntes och Katalytisk Utförande av guld interkaleras i väggarna i Mesoporous Silica

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

Superkritisk Kväve Behandling för rening av reaktiva porösa material

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

Framställning av Biopolymer Aerogel använda grön Lösningsmedel

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

Laboratorium produktionen av biobränslen och biokemikalier från en rapsolja genom katalytisk krackning 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 ...

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

En enkel och effektiv protokoll för katalytisk Insertion polymerisation av funktionella norbornener

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

Tillverkning och provning av fotoniska termometrar

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

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

Kemisk fällning metod för syntesen av Nb2O5 modifierad Bulk Nickel katalysatorer med höga specifika yta

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

En snabb syntesmetod för Au, Pd och Pt Aerogel Via direkt lösning-baserade reduktion

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