سنتز و اصلاح اکسید سریم و کاربرد آن در کاتالیز

مطالعه در مورد سنتز و اصلاحنانومواد اکسید سریم

سنتزنانومواد سریاشامل بارش ، کپی کردن ، هیدروترمال ، سنتز مکانیکی ، سنتز احتراق ، ژل SOL ، میکرو لوسیون و پیرولیز است که از این میان روشهای اصلی سنتز بارش و هیدروترمال است. روش هیدروترمال ساده ترین ، اقتصادی ترین و روش عاری از افزودنی در نظر گرفته می شود. چالش اصلی روش هیدروترمال کنترل مورفولوژی نانو است که برای کنترل ویژگی های آن نیاز به تنظیم دقیق دارد.

اصلاحسیامی توان از طریق چندین روش افزایش یافت: (1) دوپینگ یون های فلزی دیگر با قیمت های پایین تر یا اندازه های کوچکتر در شبکه Ceria. این روش نه تنها می تواند عملکرد اکسیدهای فلزی درگیر را بهبود بخشد بلکه مواد پایدار جدیدی را با خاصیت فیزیکی و شیمیایی جدید نیز تشکیل می دهد. (2) Ceria یا آنالوگ های دوپ شده آن را بر روی مواد حامل مناسب مانند کربن فعال ، گرافن و غیره پراکنده کنید.اکسیدهمچنین می تواند به عنوان حامل برای پراکندگی فلزات مانند طلا ، پلاتین و پالادیوم باشد. اصلاح مواد مبتنی بر دی اکسید سریم عمدتاً از فلزات انتقال ، فلزات نادر قلیایی/قلیایی ، فلزات خاکی نادر و فلزات گرانبها استفاده می کند که فعالیت بهتری و ثبات حرارتی دارند.

کاربرداکسیدو کاتالیزورهای کامپوزیت

1 ، استفاده از مورفولوژی های مختلف Ceria

لورا و همکاران. تعیین سه نوع نمودارهای فاز مورفولوژی Ceria ، که به اثرات غلظت قلیایی و دمای تصفیه هیدروترمال مربوط به نهایی استمدیرعامل 2مورفولوژی نانوساختار. نتایج نشان می دهد که فعالیت کاتالیزوری به طور مستقیم با نسبت CE3+/CE4+و غلظت خالی اکسیژن سطح مرتبط است. وی و همکاران. سنتز سه PT/مدیرعامل 2کاتالیزورهایی با مورفولوژی حامل مختلف (میله مانند (مدیرعامل 2-r) ، مکعب (مدیرعامل 2-C) ، و هشت ضلعی (مدیرعامل 2-O) ، که به ویژه برای اکسیداسیون کاتالیزوری دمای پایین C2H4 مناسب هستند. Bian et al. یک سری ازنانومواد CeO2با مورفولوژی میله ای ، مکعب ، گرانول و هشت ضلعی ، و دریافت که کاتالیزورهای بارگذاری شدهنانوذرات CeO2(5NI/NPS) فعالیت کاتالیزوری بسیار بالاتر و ثبات بهتر از کاتالیزورها با سایر اشکالمدیرعامل 2پشتیبانی

2. تخریب کاتالیزوری آلاینده ها در آب

اکسیدبه عنوان یک کاتالیزور اکسیداسیون ازن مؤثر برای حذف ترکیبات آلی انتخاب شده شناخته شده است. شیائو و همکاران. دریافت که نانوذرات PT در تماس نزدیک با آنها هستندمدیرعامل 2در سطح کاتالیزور و تحت تعامل قوی قرار می گیرید ، در نتیجه فعالیت تجزیه ازن را بهبود می بخشد و گونه های اکسیژن فعال تری تولید می کند ، که به اکسیداسیون تولوئن کمک می کند. ژانگ لانه و دیگران دوپ را آماده کردندمدیرعامل 2/کاتالیزورهای AL2O3. اکسیدهای فلزی دوپ شده فضای واکنش برای واکنش بین ترکیبات آلی و O3 را فراهم می کند ، و در نتیجه عملکرد کاتالیزوری بالاتر ازمدیرعامل 2/AL2O3 و افزایش در سایت های فعال در سطح کاتالیزور

بنابراین ، بسیاری از مطالعات نشان داده اند کهاکسیدکاتالیزورهای کامپوزیت نه تنها می توانند تخریب آلاینده های میکرو آلی recalcitrant را در زمینه تصفیه ازن کاتالیزوری فاضلاب تقویت کنند ، بلکه اثرات مهاری بر برمات تولید شده در طی فرآیند کاتالیزوری ازن دارند. آنها چشم انداز کاربرد گسترده ای در تصفیه آب ازن دارند.

3 ، تخریب کاتالیزوری ترکیبات آلی فرار

مدیرعامل 2، به عنوان یک اکسید خاکی نادر معمولی ، به دلیل ظرفیت بالای ذخیره اکسیژن در کاتالیز چند فاز مورد مطالعه قرار گرفته است.

وانگ و همکاران. یک اکسید کامپوزیت CE MN با یک مورفولوژی میله شکل (نسبت مولر CE/MN از 3: 7) با استفاده از یک روش هیدروترمال سنتز کرد. یونهای منگنز به داخلمدیرعامل 2چارچوب برای جایگزینی CE ، در نتیجه غلظت جای خالی اکسیژن را افزایش می دهد. از آنجا که CE4+توسط یونهای منگنز جایگزین می شود ، جای خالی اکسیژن بیشتر تشکیل می شود که دلیل فعالیت بالاتر آن است. Du et al. کاتالیزورهای اکسید منگنز سنتز شده با استفاده از یک روش جدید با ترکیب بارش ردوکس و روشهای هیدروترمال. آنها دریافتند که نسبت منگنز وسریمنقش مهمی در شکل گیری کاتالیزور داشت و به طور قابل توجهی بر عملکرد و فعالیت کاتالیزوری تأثیر گذاشت.سریممنگنزاکسیدنقش مهمی در جذب تولوئن ایفا می کند ، و نشان داده شده است که منگنز نقش مهمی در اکسیداسیون تولوئن دارد. هماهنگی بین منگنز و سریم باعث بهبود روند واکنش کاتالیزوری می شود.

4. فوتوکاتالیست

سان و همکاران. با استفاده از روش بارش CO با موفقیت CE PR FE-0 @ C را آماده کرد. مکانیسم خاص این است که مقدار دوپینگ PR ، Fe و C نقش مهمی در فعالیت فوتوکاتالیستی ایفا می کند. معرفی مقدار مناسب PR ، FE و C بهمدیرعامل 2می تواند کارایی فوتوکاتالیستی نمونه به دست آمده را تا حد زیادی بهبود بخشد ، زیرا جذب بهتری از آلاینده ها ، جذب مؤثرتر از نور مرئی ، میزان تشکیل بالاتر باند کربن و جای خالی بیشتر دارد. فعالیت فوتوکاتالیستی پیشرفتهمدیرعامل 2-GO نانوکامپوزیتهای تهیه شده توسط گانسان و همکاران. نسبت به سطح سطح افزایش یافته ، شدت جذب ، باند باریک و اثرات پاسخ به نور سطح نسبت داده می شود. لیو و همکاران. دریافت که کاتالیزور کامپوزیت CE/COWO4 یک فتوکاتالیست بسیار کارآمد با مقدار کاربرد بالقوه است. پتروویچ و همکاران. آمادهمدیرعامل 2کاتالیزورها با استفاده از روش الکترودهای جریان ثابت و آنها را با فشار جوی غیر حرارتی پالس کرونا پلاسما اصلاح کردند. هر دو ماده اصلاح شده و اصلاح نشده پلاسما توانایی کاتالیزوری خوبی را در هر دو فرآیند تخریب پلاسما و فوتوکاتالیستی نشان می دهند.

پایان

در این مقاله تأثیر روشهای سنتز بررسی شده استاکسیددر مورفولوژی ذرات ، نقش مورفولوژی بر خصوصیات سطح و فعالیت کاتالیزوری و همچنین اثر هم افزایی و کاربرد بیناکسیدو دوپانت و حامل ها. اگرچه کاتالیزورهای مبتنی بر اکسید سریم به طور گسترده مورد مطالعه و استفاده قرار گرفته اند و در زمینه کاتالیز به کار گرفته شده اند و در حل مشکلات محیطی مانند تصفیه آب پیشرفت قابل توجهی داشته اند ، اما هنوز هم مشکلات عملی زیادی وجود دارد ، مانند نامشخصاکسیدمورفولوژی و مکانیسم بارگذاری کاتالیزورهای پشتیبانی شده سریم. تحقیقات بیشتر در مورد روش سنتز کاتالیزورها ، افزایش اثر هم افزایی بین مؤلفه ها و مطالعه مکانیسم کاتالیزوری بارهای مختلف مورد نیاز است.

نویسنده مجله

سرامیک شاندونگ 2023 شماره 2: 64-73

نویسندگان: ژو بن ، وانگ پنگ ، منگ فنپنگ و غیره