Estudio sobre la síntesis y modificaciónNanomateriales de óxido de cerio
La síntesis denanomateriales de ceriaIncluye precipitación, coprecipitación, hidrotermal, síntesis mecánica, síntesis de combustión, gel sol, micro loción y pirólisis, entre los cuales los principales métodos de síntesis son precipitación e hidrotérmica. El método hidrotérmico se considera el método más simple, más económico y libre de aditivos. El principal desafío del método hidrotérmico es controlar la morfología a nanoescala, que requiere un ajuste cuidadoso para controlar sus características.
La modificación deceriaSe puede mejorar a través de varios métodos: (1) dopar otros iones metálicos con precios más bajos o tamaños más pequeños en la red de ceria. Este método no solo puede mejorar el rendimiento de los óxidos metálicos involucrados, sino también formar nuevos materiales estables con nuevas propiedades físicas y químicas. (2) Dispersar ceria o sus análogos dopados en materiales portadores adecuados, como carbono activado, grafeno, etc.Óxido de cerioTambién puede servir como portador para dispersar metales como oro, platino y paladio. La modificación de los materiales a base de dióxido de cerio utiliza principalmente metales de transición, metales de tierra alcalina/alcalina raros, metales de tierras raras y metales preciosos, que tienen una mejor actividad y estabilidad térmica.
Aplicación deÓxido de cerioy catalizadores compuestos
1, La aplicación de diferentes morfologías de Ceria
Laura et al. informó la determinación de tres tipos de diagramas de fase de morfología de ceria, que relacionan los efectos de la concentración de álcali y la temperatura del tratamiento hidrotérmico con la finalCEO2Morfología de nanoestructura. Los resultados indican que la actividad catalítica está directamente relacionada con la relación Ce3+/Ce4+y la concentración de vacantes de oxígeno de la superficie. Wei et al. sintetizado tres pt/CEO2catalizadores con diferentes morfologías portadoras (como una varilla (CEO2-R), cúbico (CEO2-C) y octaédrica (CEO2-O), que son particularmente adecuados para la oxidación catalítica de baja temperatura de C2H4. Bian et al. preparó una serie deNanomateriales CEO2con morfología en forma de varilla, cúbica, granular y octaédrica, y descubrieron que los catalizadores cargados enNanopartículas de CEO2(5ni/nps) exhibieron una actividad catalítica mucho más alta y una mejor estabilidad que los catalizadores con otras formas deCEO2apoyo.
2. Degradación catalítica de contaminantes en el agua
Óxido de cerioha sido reconocido como un catalizador efectivo de oxidación de ozono para la eliminación de compuestos orgánicos seleccionados. Xiao et al. descubrió que las nanopartículas de PT están en contacto cercano conCEO2En la superficie del catalizador y experimentan fuertes interacciones, mejorando así la actividad de descomposición del ozono y produciendo especies de oxígeno más reactivas, lo que contribuye a la oxidación del tolueno. Zhang Lanhe y otros prepararon dopadoCEO2/Catalizadores Al2O3. Los óxidos metálicos dopados proporcionan un espacio de reacción para la reacción entre los compuestos orgánicos y el O3, lo que resulta en un mayor rendimiento catalítico deCEO2/AL2O3 y un aumento en los sitios activos en la superficie del catalizador
Por lo tanto, muchos estudios han demostrado queóxido de cerioLos catalizadores compuestos no solo pueden mejorar la degradación de los micro contaminantes orgánicos recalcitrantes en el campo del tratamiento catalítico de ozono de las aguas residuales, sino que también tienen efectos inhibitorios en el bromato producido durante el proceso catalítico de ozono. Tienen amplias perspectivas de aplicación en el tratamiento de agua de ozono.
3, degradación catalítica de compuestos orgánicos volátiles
CEO2, como un óxido típico de tierras raras, se ha estudiado en catálisis multifásica debido a su alta capacidad de almacenamiento de oxígeno.
Wang et al. Sintetizó un óxido compuesto CE Mn con una morfología en forma de varilla (relación molar Ce/Mn de 3: 7) utilizando un método hidrotérmico. Los iones Mn fueron dopados en elCEO2Marco para reemplazar CE, aumentando así la concentración de vacantes de oxígeno. Como Ce4+se reemplaza por iones Mn, se forman más vacantes de oxígeno, que es la razón de su mayor actividad. Du et al. Los catalizadores sintetizados de óxido MN CE utilizando un nuevo método que combina precipitación redox y métodos hidrotérmicos. Descubrieron que la proporción de manganeso yceriojugó un papel crucial en la formación del catalizador y afectó significativamente su rendimiento y actividad catalítica.Cerioen manganesoóxido de ceriojuega un papel crucial en la adsorción del tolueno, y se ha demostrado que el manganeso juega un papel crucial en la oxidación del tolueno. La coordinación entre manganeso y cerio mejora el proceso de reacción catalítica.
4. Photocatalyst
Sun et al. preparado con éxito CE PR-0 @ C usando el método de precipitación de CO. El mecanismo específico es que la cantidad de dopaje de PR, Fe y C juega un papel importante en la actividad fotocatalítica. Introducir una cantidad apropiada de PR, Fe y C enCEO2puede mejorar en gran medida la eficiencia fotocatalítica de la muestra obtenida, ya que tiene una mejor adsorción de contaminantes, una absorción más efectiva de luz visible, una tasa de formación más alta de bandas de carbono y más vacantes de oxígeno. La actividad fotocatalítica mejorada deCEO2-Va nanocompuestos preparados por Ganesan et al. se atribuye a un área de superficie mejorada, intensidad de absorción, unga de banda estrecha y efectos de fotorsepuesta de superficie. Liu et al. descubrió que el catalizador compuesto CE/COWO4 es un fotocatalizador altamente eficiente con un valor de aplicación potencial. Petrovic et al. preparadoCEO2Catalizadores que utilizan el método de electrodeposición de corriente constante y los modificaron con plasma corona pulsante de presión atmosférica no térmica. Tanto los materiales de plasma modificados como no modificados exhiben una buena capacidad catalítica tanto en los procesos de degradación de plasma como fotocatalítica.
Conclusión
Este artículo revisa la influencia de los métodos de síntesis deóxido de cerioEn la morfología de las partículas, el papel de la morfología en las propiedades de la superficie y la actividad catalítica, así como el efecto sinérgico y la aplicación entreóxido de cerioy dopantes y portadores. Aunque los catalizadores a base de óxido de cerio se han estudiado y aplicado ampliamente en el campo de la catálisis, y han hecho un progreso significativo en la resolución de problemas ambientales como el tratamiento del agua, todavía hay muchos problemas prácticos, como poco claros.óxido de cerioMorfología y mecanismo de carga de catalizadores soportados por cerio. Se necesita más investigación sobre el método de síntesis de los catalizadores, mejorando el efecto sinérgico entre los componentes y el estudio del mecanismo catalítico de diferentes cargas.
Autor del revista
SHANDONG CERAMIC 2023 Número 2: 64-73
Autores: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etc.
Tiempo de publicación: Nov-29-2023