Studie über die Synthese und ModifikationCeriumoxidnanomaterialien
Die Synthese vonCeria NanomaterialienEnthält Niederschlag, Coprezipitation, hydrothermale, mechanische Synthese, Verbrennungssynthese, Sol -Gel, Mikrolotion und Pyrolyse, unter denen die Hauptsyntheseverfahren ausfällt und hydrothermal sind. Die hydrothermale Methode wird als die einfachste, wirtschaftlichste und additive freie Methode angesehen. Die größte Herausforderung der hydrothermalen Methode besteht darin, die nanoskalige Morphologie zu kontrollieren, die sorgfältig angepasst werden muss, um ihre Eigenschaften zu kontrollieren.
Die Modifikation vonCeriaKann durch verschiedene Methoden verbessert werden: (1) Dotieren anderer Metallionen mit niedrigeren Preisen oder kleineren Größen im Ceria -Gitter. Diese Methode kann nicht nur die Leistung der beteiligten Metalloxide verbessern, sondern auch neue stabile Materialien mit neuen physikalischen und chemischen Eigenschaften bilden. (2) Ceria oder seine dotierten Analoga auf geeignete Trägermaterialien wie Aktivkohle, Graphen usw. dispergieren.Ceriumoxidkann auch als Träger für die Verbreitung von Metallen wie Gold, Platin und Palladium dienen. Die Modifikation von Materialien auf Cerium -Dioxidbasis verwendet hauptsächlich Übergangsmetalle, seltene Alkali/Alkali -Erdmetalle, seltene Erdmetalle und Edelmetalle, die eine bessere Aktivität und thermische Stabilität aufweisen.
Anwendung vonCeriumoxidund zusammengesetzte Katalysatoren
1, die Anwendung verschiedener Morphologien von Ceria
Laura et al. berichtete über die Bestimmung von drei Arten von Ceria -Morphologie -Phasendiagrammen, die die Auswirkungen der Alkalikonzentration und der hydrothermalen Behandlungstemperatur auf die Finale beziehenCEO2Morphologie der Nanostruktur. Die Ergebnisse zeigen, dass die katalytische Aktivität in direktem Zusammenhang mit dem CE3+/CE4+-Verhältnis und der Oberflächenlaubkonzentration steht. Wei et al. synthetisierte drei Pt/CEO2Katalysatoren mit unterschiedlichen Trägermorphologien (stäbe (stäbchen (CEO2-R), kubisch (CEO2-C) und oktaedrisch (CEO2-O), die besonders für die katalytische Niedrigtemperaturoxidation von C2H4 geeignet sind. Bian et al. eine Reihe von einer Reihe von vorbereitetCEO2 Nanomaterialienmit stäbchenförmiger, kubischer, körniger und oktaedrischer Morphologie und stellte fest, dass Katalysatoren aufgeladen wurdenCEO2 -Nanopartikel(5ni/nps) zeigten eine viel höhere katalytische Aktivität und eine bessere Stabilität als Katalysatoren mit anderen Formen vonCEO2Unterstützung.
2. Katalytischer Abbau von Schadstoffen in Wasser
Ceriumoxidwurde als wirksamer Ozonoxidationskatalysator für die Entfernung ausgewählter organischer Verbindungen erkannt. Xiao et al. fanden heraus, dass Pt -Nanopartikel in engem Kontakt mit stehenCEO2Auf der Katalysatoroberfläche und starken Wechselwirkungen, wodurch die Ozon -Zersetzungsaktivität verbessert und reaktivere Sauerstoffspezies erzeugt wird, die zur Oxidation von Toluol beitragen. Zhang Lanhe und andere bereiteten dotiert vorCEO2/Al2o3 Katalysatoren. Dotierte Metalloxide liefern einen Reaktionsraum für die Reaktion zwischen organischen Verbindungen und O3, was zu einer höheren katalytischen Leistung von führtCEO2/Al2o3 und eine Zunahme der aktiven Stellen auf der Katalysatoroberfläche
Daher haben viele Studien gezeigtCeriumoxidVerbundkatalysatoren können nicht nur den Abbau der widerspenstigen organischen Mikroschadstoffe im Bereich der katalytischen Ozonbehandlung von Abwasser verstärken, sondern haben auch hemmende Wirkungen auf das während des Ozonkatalytikprozesses produzierte Bromat. Sie haben umfassende Anwendungsaussichten in der Ozonwasserbehandlung.
3, katalytischer Abbau von flüchtigen organischen Verbindungen
CEO2Als typisches Seltenerdoxid wurde aufgrund seiner hohen Sauerstoffspeicherkapazität in der Multiphasenkatalyse untersucht.
Wang et al. synthetisierte ein CE-Mn-Verbundoxid mit einer stabförmigen Morphologie (CE/Mn-Molverhältnis von 3: 7) unter Verwendung einer hydrothermalen Methode. Mn -Ionen wurden in die dotiertCEO2Rahmen, um CE zu ersetzen, wodurch die Konzentration von Oxygen -offenen Stellen erhöht wird. Da Ce4+durch MN -Ionen ersetzt wird, werden mehr Sauerstoffleerstellen gebildet, was der Grund für seine höhere Aktivität ist. Du et al. Synthetisierte Mn -CE -Oxidkatalysatoren unter Verwendung einer neuen Methode, die Redoxausfällung und hydrothermale Methoden kombiniert. Sie fanden heraus, dass das Verhältnis von Mangan undCerspielte eine entscheidende Rolle bei der Bildung des Katalysators und beeinflusste seine Leistung und katalytische Aktivität signifikant.Cerauf ManganCeriumoxidspielt eine entscheidende Rolle bei der Adsorption von Toluol, und Mangan spielt eine entscheidende Rolle bei der Oxidation von Toluol. Die Koordination zwischen Mangan und Cerium verbessert den katalytischen Reaktionsprozess.
4.Photokatalysator
Sun et al. erfolgreich vorbereitet CE PR Fe-0 @ C unter Verwendung der CO-Niederschlagmethode. Der spezifische Mechanismus ist, dass die Dopingmenge von PR, Fe und C eine wichtige Rolle bei der photokatalytischen Aktivität spielt. Einführung einer angemessenen Menge an PR, Fe und C inCEO2kann die photokatalytische Effizienz der erhaltenen Probe erheblich verbessern, da sie eine bessere Adsorption von Schadstoffen, eine effektivere Absorption von sichtbarem Licht, eine höhere Bildungsrate von Kohlenstoffbanden und mehr Sauerstoffleerstellen aufweist. Die verstärkte photokatalytische Aktivität vonCEO2-Go Nanokompositen von Ganesan et al. wird auf eine verstärkte Oberfläche, Absorptionsintensität, schmale Bandlücken und Oberflächenphotoresponse -Effekte zurückgeführt. Liu et al. fanden heraus, dass CE/Cowo4 -Verbundkatalysator ein hocheffizienter Photokatalysator mit potenziellem Anwendungswert ist. Petrovic et al. vorbereitetCEO2Katalysatoren unter Verwendung eines konstanten Strom -Elektropositionsverfahrens und modifizierten sie mit nicht thermischem atmosphärischem Druckpulsing Corona -Plasma. Sowohl Plasma -modifizierte als auch unmodifizierte Materialien weisen sowohl in Plasma- als auch in photokatalytischen Abbauprozessen eine gute katalytische Fähigkeit auf.
Abschluss
Dieser Artikel überprüft den Einfluss von Synthesemethoden vonCeriumoxidzur Partikelmorphologie, die Rolle der Morphologie für Oberflächeneigenschaften und katalytische Aktivitäten sowie die synergistische Wirkung und Anwendung zwischenCeriumoxidund Dotiermittel und Träger. Obwohl Katalysatoren auf Ceriumoxidbasis im Bereich der Katalyse weithin untersucht und angewendet wurden und bei der Lösung von Umweltproblemen wie der Wasserbehandlung erhebliche Fortschritte erzielt haben, gibt es immer noch viele praktische Probleme, wie unklarCeriumoxidMorphologie und Lademechanismus von Cerium -unterstützten Katalysatoren. Weitere Untersuchungen zur Synthesemethode von Katalysatoren sind erforderlich, die den synergistischen Effekt zwischen Komponenten verbessern und den katalytischen Mechanismus verschiedener Lasten untersuchen.
Journalautor
Shandong Ceramics 2023 Ausgabe 2: 64-73
Autoren: Zhou bin, Wang Peng, Meng Fanpeng usw.
Postzeit: Nov.-29-2023