CN108927169B - 一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法及应用 - Google Patents

一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法及应用，属于污染防治与治理领域。本发明以六水合硝酸钴、九水合硝酸铁、硝酸锰为原料，以氢氧化钠为沉淀剂，柠檬酸钠为络合剂，以去离子水作为溶剂、洗涤剂，经配制溶液、滴定共沉淀、水热处理、抽滤、洗涤、干燥步骤，制得CoMnFe类水滑石（CoMnFe‑LDHs）前驱体；一定温度下焙烧CoMnFe‑LDHs得到CoMnFe复合金属氧化物（CoMnFe‑LDO）脱硝催化剂。所得复合氧化物应用于氨气选择性催化还原反应（NH3‑SCR）表现出优异的脱硝活性（120～270℃，NOx的转化率达90%以上）、高的N2选择性和好的抗水抗硫性能。

Description

一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法 及应用
技术领域
本发明涉及一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备及应用，属于脱硝催化剂制备技术领域。
背景技术
氮氧化物（NOx）是造成大气污染的主要污染物之一，其主要成分为NO和NO2。NOx污染对环境及人类的危害极大，它与空气中的水汽作用形成的酸雨、光化学烟雾以及温室效应等环境问题日益受到人们的重视。随着研究的不断深入，各种脱硝技术被大量实践，其中氨气选择性催化还原（NH3-SCR）技术成为当前国内外流行且效率较高的一种脱硝技术，然其实际脱硝性能与适宜催化剂能否成功制备紧密联系，因此，依据实际运行工况开发新型催化剂体系仍是脱硝领域的研究热点。
锰基催化剂因其优异的氧化还原性能而成为当前低温脱硝催化剂的研究热点，但催化活性中心的强氧化性制约了锰基催化剂抗水抗硫性能和N2选择性。故需对MnOx进行掺杂改性制备锰基复合氧化物催化剂，进而提升低温NH3-SCR反应性能。Co、Fe均存在丰富多变的价态，强的电子传递及氧存储能力，可有效提升NH3-SCR脱硝活性，同时其还兼具很好的N2选择性及抗水抗硫性能。因此借助有效方式实现三者的协调组装以提高催化剂的低温脱硝性能，改善催化剂的抗SO2和抗H2O中毒性能意义重大。
类水滑石（Layered Double Hydroxides，简称LDHs）为一种层状金属氢氧化物，其热分解所形成的氧化物常具有比表面积较大，活性中心均匀分散，热稳定性良好等特点。
发明内容
本发明提供了一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法及脱硝催化应用，通过类水滑石的原位制备有效组装Co、Mn、Fe，一定温度焙烧所得的CoMnFe-LDHs前驱体来制备性能优异的CoMnFe-LDO脱硝催化剂。
本发明具体以协同发挥Co、Mn、Fe优势为切入点，通过CoMnFe-LDHs制备原位有效组装Co、Mn、Fe，并通过调变金属元素比例优化复合金属氧化物催化剂的氧化还原性和酸碱性，制备一种低温活性高、N2选择性高抗水抗硫性能强的CoMnFe-LDO催化剂。
本发明提供了一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法，以六水合硝酸钴、九水合硝酸铁、量取质量分数为50%的硝酸锰溶液为原料，以去离子水作为溶剂、洗涤剂，经配制溶液、滴定共沉淀、水热处理、抽滤、洗涤、干燥步骤，制得CoMnFe-LDHs前驱体，经焙烧制得水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂CoMnFe-LDO。
上述的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）配制混合盐溶液：按比例称取六水合硝酸钴、九水合硝酸铁，量取质量分数为50%硝酸锰溶液至烧杯中，在烧杯中加入去离子水，并用磁力搅拌器搅拌15～20 min使之完全溶解，转移至吊瓶式输液器中，待用；
（2）配制氢氧化钠水溶液：配制物质的量浓度为1.00 mol L-1的氢氧化钠水溶液，转移至吊瓶式输液器中，待用；
（3）配制柠檬酸钠水溶液：配制一定物质的量浓度的柠檬酸钠水溶液，置于反应器中，待用；
（4）晶化：将配制的氢氧化钠水溶液与混合盐溶液同时滴入装有柠檬酸钠水溶液的反应器中，并用磁力搅拌器不断搅拌，用酸度计实时监测滴定过程中的pH值，控制整个反应过程中体系pH值9.00～11.00。滴定完成后，继续搅拌5～120 min；最后将得到的沉淀和母液密封置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在90～150 ℃烘箱内加热3～48 h；
（5）抽滤：将浑浊溶液冷却至室温，抽滤，并用去离子水洗涤、抽滤，重复进行，直至呈中性，在 60～100 ℃的条件下干燥过夜，制得CoMnFe-LDHs前驱体；
（6）焙烧：将得到的CoMnFe-LDHs放入马弗炉中从室温程序升温到400～700 ℃，再在400～700 ℃的条件下焙烧2~5 h，最终得到CoMnFe-LDO复合金属氧化物脱硝催化剂。
上述方法中，所述步骤（1）中，c(M2+):c(Fe3+)=2:1～5:1，c(Co2+):c(Mn2+)=2:1～4:1，其中c(M2+)是指混合盐溶液中钴离子物质的量浓度与锰离子物质的量浓度之和，c(Co2+)是指混合盐溶液中钴离子物质的量浓度，c(Mn2+)指混合盐溶液中锰离子物质的量浓度，c(Fe3+)是指混合盐溶液中铁离子物质的量浓度；步骤（4）中，n(NaOH) : n(Ma+)=1:1～2:1，其中n(NaOH)是指混合溶液中氢氧化钠的物质的量，n(Ma+)是指混合溶液中金属离子的总物质的量。
上述方法中，所述步骤（1）中，混合盐溶液中钴离子的物质的量浓度控制在0.08～0.96 mol L-1 ，锰离子的物质的量浓度控制在0.04～0.24 mol L-1，铁离子的物质的量浓度控制在0.06～0.24 mol L-1。
上述方法中，步骤（4）中，混合盐溶液的滴加速度控制在每分钟5～10滴，氢氧化钠水溶液的滴加速度控制在每分钟5～15滴，用以控制溶液的pH。
上述方法中，步骤（3）中，c(柠檬酸钠)=0.006～0.024 mol L-1，其中c(柠檬酸钠)是指混合溶液中柠檬酸钠的物质的量浓度。
本发明提供了上述制备方法制得的水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂
本发明提供了上述水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂在低温脱硝中的应用。
上述方法制得的催化剂在进行催化表征时，需借助催化剂活性测试装置，该装置由气路和流量控制装置，固定床反应器和控温装置，气体浓度分析检测装置组成；其中气路和流量控制装置模拟使用烟气在实验条件下的各气体浓度，固定床反应器和控温装置通过温度控制器来实现程序升温模拟烟气所处的环境，气体浓度分析检测装置用来检测反应之后的气体浓度，并记录数据。
上述的应用中，本发明制备的CoMnFe-LDO催化剂用于NH3-SCR反应时，先将催化剂进行压片处理，具体操作为：将焙烧得到的CoMnFe-LDO置于压片机中，在20～30 MPa下保持5～10 min，用杵子碾碎，筛分成40～60目的颗粒。
本发明制备的CoMnFe-LDO催化剂用于NH3-SCR反应时，反应条件为：催化反应温度90~390 ℃；混合气体由N2为平衡气，NO浓度为600 ppm，NH3浓度为600 ppm，O2浓度为5vol%，SO2浓度为100 ppm，H2O浓度为10 vol%；混合气体的空速为45000 h-1，所需催化剂颗粒质量为0.30～0.40 g（40～60目）。
本发明借助X-射线衍射仪对制备产物的晶体结构进行了表征分析。
本发明的有益效果：
（1） 本发明充分利用了类水滑石的结构特点和理化性能，实现催化剂Co、Mn、Fe有效协同组装，制得一种性能较好的CoMnFe催化剂。
（2）焙烧之后的氧化物分散均匀，表面具有大量酸性位，且有强的热稳定性。
（3） 本发明经CoMnFe-LDH类水滑石前驱体焙烧所得CoMnFe-LDO催化剂在NH3-SCR反应中表现出良好的催化活性（120～270 ℃范围内NOx脱除率达到90%以上），高的N2选择性以及优异的抗水抗硫性能。
附图说明
图1为实施例3制备的 CoMnFe-LDH的X射线衍射强度图谱（XRD）。
图2为实施例4中复合氧化物的NOx转化率和N2选择性图。图中A、B依次为：A为活性测试曲线，B为N2选择性曲线。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
（1）称取六水合硝酸钴8.80 g，九水合硝酸铁5.050 g，量取质量分数为50%的硝酸锰溶液1.8 mL，依次加入烧杯中，在烧杯中加入去离子水至刻线100 mL处，并用磁力搅拌器搅拌10 min使之完全溶解，将配制好的溶液转移至250 mL吊瓶式输液器中，待用；
（2）称取氢氧化钠4.00 g置于烧杯中，在烧杯中加入少量去离子水，并用磁力搅拌器搅拌10 min使之完全溶解。把溶解好的溶液转移至100 mL容量瓶中，配成1.00 mol L-1的氢氧化钠水溶液，再将其转移至250 mL吊瓶式输液器中，待用；
（3）柠檬酸钠水溶液：称取柠檬酸钠固体0.370 g置于烧杯中，加入5 mL去离子水配制成柠檬酸钠水溶液，置于反应器中，待用；
（4）将上述混合盐溶液和氢氧化钠水溶液（1.00 mol L-1）同时滴入装有柠檬酸钠水溶液的反应，并不断用磁力搅拌器搅拌；用酸度计实时监测滴定过程中的pH值，整个反应过程中体系的pH值保持在9.71。滴加完后，继续搅拌30 min，随后将得到的沉淀和母液密封置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在110 ℃烘箱内水热处理12 h；
（5）待反应釜自然冷却后，将反应后的溶液进行抽滤得到沉淀物，多次用去离子水洗涤至中性后，放入烘箱中80 ℃干燥12 h。取出后经研磨过筛，即得成晶体细粉的产物。
（6）将制得的晶体细粉的产物置于坩埚内，将其放入马弗炉，设置升温过程从室温程序升温到500 ℃，在500 ℃条件下煅烧5 h，最终得到CoMnFe-LDO。将制得的CoMnFe-LDO用于脱硝过程，需经过压片、制成40～60目颗粒。
实施例2：
（1）称取六水合硝酸钴8.20 g，九水合硝酸铁5.050 g，量取质量分数为50%的硝酸锰溶液2.2 mL，依次加入烧杯中，在烧杯中加入去离子水至刻线100 mL处，并用磁力搅拌器搅拌10 min使之完全溶解，然后将配制好的溶液转移至250 mL吊瓶式输液器中，待用；
（2）称取氢氧化钠4.00 g置于烧杯中，在烧杯中加入少量去离子水，并用磁力搅拌器搅拌10 min使之完全溶解。把溶解好的溶液转移至100 mL容量瓶中，配成1.00 mol L-1的氢氧化钠水溶液，再将其转移至250 mL吊瓶式输液器中，待用；
（3柠檬酸钠水溶液：称取柠檬酸钠固体0.370 g置于烧杯中，加入5 mL去离子水配制成柠檬酸钠水溶液，置于反应器中，待用；
（4）将上述混合盐溶液和氢氧化钠水溶液（1.00 mol L-1）同时滴入装有柠檬酸钠水溶液的反应，并不断用磁力搅拌器搅拌；用酸度计实时监测滴定过程中的pH值，整个反应过程中，体系的pH值保持在9.69，滴加完后，继续搅拌30 min，随后将得到的沉淀和母液密封，置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在110 ℃烘箱内水热处理12 h。
（5）待反应釜自然冷却后，将反应后的溶液进行抽滤得到沉淀物，多次用去离子水洗涤至中性后，放入烘箱中80 ℃干燥12 h。取出后经研磨过筛，即得成晶体细粉的产物。
（6）将制得的晶体细粉的产物置于坩埚内，将其放入马弗炉，设置升温过程从室温程序升温到500 ℃，在500 ℃条件下煅烧5 h，最终得到CoMnFe-LDO。将制得的CoMnFe-LDO用于脱硝过程，需经过压片、制成40～60目颗粒。
实施例3：
（1）称取六水合硝酸钴7.300 g，九水合硝酸铁5.050 g，量取质量分数为50%的硝酸锰溶液2.9 mL，依次加入烧杯中，在烧杯中加入去离子水至刻线100 mL处，并用磁力搅拌器搅拌10 min使之完全溶解，将配制好的溶液转移至250 mL吊瓶式输液器中，待用；
（2）称取氢氧化钠4.000 g置于烧杯中，在烧杯中加入少量去离子水，并用磁力搅拌器搅拌10 min使之完全溶解。把溶解好的溶液转移至100 mL容量瓶中，配成1.00 mol L-1的氢氧化钠水溶液，再将其转移至250 mL吊瓶式输液器中，待用；
（3）柠檬酸钠水溶液：称取柠檬酸钠固体0.370 g置于烧杯中，加入5 mL去离子水配制成柠檬酸钠水溶液，置于反应器中，待用；
（4）将上述混合盐溶液和氢氧化钠水溶液（1.00 mol L-1）同时滴入装有柠檬酸钠水溶液的反应，并不断用磁力搅拌器搅拌；用酸度计实时监测滴定过程中的pH值，整个反应过程中体系的pH值保持在9.56。滴加完后，继续搅拌30 min，随后将得到的沉淀和母液密封置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在110 ℃烘箱内水热处理12 h。
（5）待反应釜自然冷却后，将所得浊液抽滤水洗至中性，放入烘箱中60 ℃干燥12h。
（6）将干燥后的固体研磨成粉末，并进行X射线衍射分析，其衍射谱图如附图1所示。谱图显示合成的样品具有类水滑石的特征衍射峰11.28（003）、22.90（006）、35.67（009），说明形成了类水滑石化合物，结晶度良好。
（7）将制得的晶体细粉的产物置于坩埚内，将其放入马弗炉，设置升温过程从室温程序升温到500 ℃，在500 ℃条件下煅烧5 h，最终得到CoMnFe-LDO。将制得的CoMnFe-LDO用于脱硝过程，需经过压片、筛分成40～60的目颗粒。
实施例4：催化性能测试
取实施例1制得的催化剂装在石英反应管中，测试温度从90～390 ℃，每隔30 ℃取一个测试点，在每个测试点各保持10 min。
NOX的转化率如附图2曲线A所示，从图中可以看出，当c(Co2+):c(Mn2+) =2:1时，得到的催化剂活性最佳，120 ℃时，即可达到90%以上。N2选择性如附图2曲线B所示，从图中可以看出，在90～330 ℃范围内，N2选择性高于90%，随着温度的升高不同比例的催化剂N2选择性都呈现一定的下降。当c(M2+): c(Fe3+)=3:1，c(Co2+):c(Mn2+)=2:1时，N2选择性略高。

Claims (7)

1.一种水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：以六水合硝酸钴、九水合硝酸铁、量取质量分数为50%的硝酸锰溶液为原料，以去离子水作为溶剂、洗涤剂，经配制溶液、滴定共沉淀、水热处理、抽滤、洗涤、干燥步骤，制得CoMnFe-LDHs前驱体，最后经焙烧制得水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂CoMnFe-LDO；
所述的水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）配制混合盐溶液：按比例称取六水合硝酸钴、九水合硝酸铁，量取质量分数为50%的硝酸锰溶液至烧杯中，在烧杯中加入去离子水，并用磁力搅拌器搅拌使之完全溶解，转移至吊瓶式输液器中，待用；
混合盐溶液中钴离子物质的量浓度与锰离子物质的量浓度之和与铁离子物质的量浓度的比例为2:1～5:1，混合盐溶液中钴离子物质的量浓度与锰离子物质的量浓度的比例为2:1～4:1；
混合盐溶液中钴离子的物质的量浓度控制在0.08～0.96 mol▪L-1 ，锰离子的物质的量浓度控制在0.04～0.24 mol▪L-1，铁离子的物质的量浓度控制在0.06～0.24 mol▪L-1；
（2）配制氢氧化钠水溶液：配制物质的量浓度为1.00 mol▪L-1的氢氧化钠水溶液，转移至吊瓶式输液器中，待用；
（3）配制柠檬酸钠水溶液：称取柠檬酸钠固体置于烧杯中，加入去离子水配制成柠檬酸钠水溶液，浓度为0.006～0.024 mol▪L-1，置于反应器中，待用；
（4）晶化：将配制的氢氧化钠水溶液与混合盐溶液同时滴入装有柠檬酸钠水溶液的反应器中，并用磁力搅拌器不断搅拌，用酸度计实时监测滴定过程中的pH值；滴定完成后，继续搅拌5～120 min；最后将得到的沉淀和母液密封置于不锈钢反应釜中，在90～150 ℃烘箱内加热3～48 h；
混合溶液中氢氧化钠的物质的量与金属离子的总物质的量的比例为1:1～2:1；
（5）抽滤：将浑浊溶液冷却至室温，抽滤，并用去离子水洗涤、抽滤，重复进行，直至呈中性，在60～100 ℃的条件下干燥过夜，制得CoMnFe-LDHs前驱体；
（6）焙烧：将得到的CoMnFe-LDHs放入马弗炉中从室温程序升温到400～700 ℃，再在400～700 ℃的条件下焙烧2～5 h，最终得到CoMnFe-LDO复合金属氧化物脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，反应过程中体系pH值控制在9.00～11.00。
3.根据权利要求1所述的水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，混合盐溶液的滴加速度控制在每分钟5～10滴，氢氧化钠水溶液的滴加速度控制在每分钟5～15滴，用以控制溶液的pH。
4.一种权利要求1~3任一项所述的制备方法制得的水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂。
5.一种权利要求4所述的水滑石基CoMnFe复合金属氧化物脱硝催化剂在氨气选择性催化还原脱硝反应中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，CoMnFe-LDO催化剂用于氨气选择性催化还原反应时，先将催化剂进行压片处理，具体操作为：将焙烧得到的CoMnFe-LDO置于压片机中，在20～30 MPa压力下，保持5～10 min后，用杵子碾碎，筛分成40～60目的颗粒；
该CoMnFe-LDO低温脱硝催化剂处理含NO烟气时，NO浓度为600 ppm，NH3浓度为600 ppm，O2含量为5 vol.%，SO2浓度为100 ppm，H2O浓度为10 vol.%，N2作为平衡气，烟气空速为45000 h-1，所需催化剂颗粒质量为0.30～0.40 g，活性测试温度窗口为90～390 ℃。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：催化剂在进行催化表征时，需借助催化剂活性测试装置，该装置由气路和流量控制装置、固定床反应器和控温装置，气体浓度分析检测装置组成；其中气路和流量控制装置模拟使用烟气在实验条件下的各气体浓度，固定床反应器和控温装置通过温度控制器来实现程序升温模拟烟气所处的环境，气体浓度分析检测装置用来检测反应之后的气体浓度，并记录数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110404553A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 无锡威孚环保催化剂有限公司 具有抗水抗硫性的低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN110721695A (zh) * 2019-10-25 2020-01-24 郑州大学 一种具有p-n异质结构的复合金属氧化物的制备方法
CN110918056A (zh) * 2019-12-05 2020-03-27 太原理工大学 一种焙烧水滑石/磁性纳米洋葱碳复合吸附材料及其制备方法和应用
CN113145062B (zh) * 2021-04-28 2022-05-13 河北师范大学 一种基于普鲁士蓝和水滑石的磁性吸附材料的制备方法
CN114733525A (zh) * 2022-03-07 2022-07-12 国网综合能源服务集团有限公司 一种具有双金属协同效应的镍钴合金催化剂及其催化水煤气变换反应的应用
CN114713208B (zh) * 2022-05-17 2022-12-13 淮北师范大学 一种改性水滑石基镁铝氧化物的制备方法及应用
CN115445635B (zh) * 2022-09-26 2024-08-06 江苏中江材料技术研究院有限公司 一种三元水滑石催化剂及其制备方法与应用
CN116692960B (zh) * 2023-04-27 2024-05-14 江苏大学 一种利用熵驱动化学制备高熵水滑石材料的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101143327A (zh) * 2006-09-13 2008-03-19 中国科学院生态环境研究中心 一种以类水滑石为前驱物的氮氧化物储存催化剂
CN102008956A (zh) * 2010-12-27 2011-04-13 国电科学技术研究院 一种烟气脱NOx低温SCR催化剂的制备方法
WO2011150129A2 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Intercat, Inc. Cracking catalyst, additives, methods of making them and using them
CN104437535A (zh) * 2014-11-20 2015-03-25 清华大学 一种环境友好型锰钴铝复合氧化物脱汞脱硝催化剂及其制备方法
CN105016398A (zh) * 2015-07-17 2015-11-04 上海交通大学 一种纳米薄片组装钴铁氢氧化物多级微球及其制备方法
CN107537514A (zh) * 2017-07-21 2018-01-05 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 锰铁钴整体式scr低温催化剂制备方法、产品和其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101143327A (zh) * 2006-09-13 2008-03-19 中国科学院生态环境研究中心 一种以类水滑石为前驱物的氮氧化物储存催化剂
WO2011150129A2 (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Intercat, Inc. Cracking catalyst, additives, methods of making them and using them
CN102008956A (zh) * 2010-12-27 2011-04-13 国电科学技术研究院 一种烟气脱NOx低温SCR催化剂的制备方法
CN104437535A (zh) * 2014-11-20 2015-03-25 清华大学 一种环境友好型锰钴铝复合氧化物脱汞脱硝催化剂及其制备方法
CN105016398A (zh) * 2015-07-17 2015-11-04 上海交通大学 一种纳米薄片组装钴铁氢氧化物多级微球及其制备方法
CN107537514A (zh) * 2017-07-21 2018-01-05 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 锰铁钴整体式scr低温催化剂制备方法、产品和其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mn-Co-Fe/TiO2催化剂的制备及其低温脱硝性能的研究;陈焕章等;《化学工程》;20160831;第44卷(第8期);第6-10页 *
柠檬酸三钠对Co2+-Ni2+-Fe3+-CO32--LDHs形貌及其离子交换性能的影响;马向荣等;《无机材料学报》;20141231;第29卷(第12期);第1306-1312页 *

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