CEO2is cuid thábhachtach d'ábhair neamhchoitianta na Cruinne é. Aneilimint neamhchoitianta cré ceirmiamTá struchtúr uathúil leictreonach seachtrach aige - 4F15D16S2. Is féidir lena chiseal speisialta 4F leictreoin a stóráil agus a scaoileadh go héifeachtach, rud a fhágann go n -iompraíonn ian cerium iad féin sa Stát valence+3 agus+4 Valence State. Dá bhrí sin, tá níos mó poill ocsaigine ag ábhair POF2, agus tá cumas iontach acu ocsaigin a stóráil agus a scaoileadh. Tiontaigh an comhshó frithpháirteach de CE (III) agus CE (IV) freisin ábhair POF2 a bhfuil cumais uathúla laghdaithe ocsaídiúcháin acu. I gcomparáid le mór-ábhair, tá aird fhorleathan tugtha ag Nano POF2, mar chineál nua d'ábhar neamhorgánach, mar gheall ar a achar dromchla ard ar leith, cumas stórála agus scaoilte ocsaigine den scoth, seoltacht ian ocsaigine, feidhmíocht athdhéanta, agus cumas idirleathadh folúntais ocsaigine tapaidh ardteochta. Faoi láthair tá líon mór tuairiscí taighde agus feidhmchláir ghaolmhara ag baint úsáide as NANO POF2 mar chatalaígh, iompróirí catalaíocha nó breiseáin, comhpháirteanna gníomhacha, agus asaithe.
Modh ullmhúcháin nanaiméadarocsaíd cerium
Faoi láthair, tá modh ceimiceach agus modh fisiciúil san áireamh sna modhanna ullmhúcháin coitianta do nana ceria. De réir modhanna ceimiceacha difriúla, is féidir modhanna ceimiceacha a roinnt i modh deasctha, modh hidriteirmeach, modh solvothermal, modh solem, modh micrea -mhuilte agus modh leictreoidí; Is é an modh fisiciúil an modh meilte den chuid is mó.
1.1 modh meilte
Is iondúil go n -úsáideann an modh meilte chun Nano Ceria a ullmhú meilt gainimh, a bhfuil na buntáistí a bhaineann le costas íseal, cairdiúlacht chomhshaoil, luas próiseála tapa, agus cumas próiseála láidir. Faoi láthair is é an modh próiseála is tábhachtaí i dtionscal Nano Ceria. Mar shampla, is iondúil go nglacann ullmhú púdar snasaithe ocsaíd nana cerium le meascán de chailcniú agus de mheilt gaineamh, agus déantar na hamhábhair a bhaineann le catalaígh cerium-bhunaithe a mheascadh le haghaidh réamhchóireála nó cóireáilte tar éis cailcínithe ag baint úsáide as meilt gainimh. Trí úsáid a bhaint as cóimheasa bead meilte gaineamh de mhéid na gcáithníní, is féidir Nano Ceria le D50 idir na deich go dtí na céadta nanaiméadar a fháil trí choigeartú.
1.2 Modh deasctha
Tagraíonn an modh deasctha don mhodh chun púdar soladach a ullmhú trí dheascadh, deighilt, níochán, triomú, agus calcination amhábhar a thuaslagadh i dtuaslagóirí cuí. Úsáidtear an modh deasctha go forleathan chun nana -ábhair neamhchoitianta a ullmhú agus nana -ábhair dópáilte, le buntáistí cosúil le próiseas ullmhúcháin simplí, ardéifeachtúlacht, agus costas íseal. Is modh a úsáidtear go coitianta é chun Nano Ceria agus a chuid ábhar ilchodach sa tionscal a ullmhú. Is féidir leis an modh seo ceria nana a ullmhú le moirfeolaíocht agus méid na gcáithníní difriúla trí athrú a dhéanamh ar an teocht deasctha, ar an tiúchan ábhair, ar an luach pH, ar an luas deasctha, ar an luas corraitheach, ar an teimpléad, ar an teimpléad, ar an teimpléad. Mar mhalairt air sin, is féidir ian cerium a deascadh le OH - a ghintear ó hidrealú ciotráite sóidiam, agus ansin iad a ghoradh agus a chailcín chun flake a ullmhú mar mhicreafáin nana ceria.
1.3 Modhanna Hydrothermal agus Solvothermal
Tagraíonn an dá mhodh seo don mhodh chun táirgí a ullmhú trí imoibriú ardteochta agus ardbhrú ag teocht chriticiúil i gcóras dúnta. Nuair is uisce é an tuaslagóir imoibriúcháin, tugtar modh hidriteirmeach air. Dá réir sin, nuair a bhíonn an tuaslagóir imoibriúcháin ina thuaslagóir orgánach, tugtar modh solvothermal air. Tá íonacht ard, cáithníní maithe agus cáithníní aonfhoirmeacha ag na cáithníní nana sintéisithe, go háirithe na púdair nana a bhfuil moirfeolaíochtaí difriúla acu nó aghaidheanna speisialta criostail nochta. Díscaoileadh clóiríd cerium in uisce driogtha, corraigh agus cuir tuaslagán hiodrocsaíde sóidiam leis. React Hydrothermal ag 170 ℃ ar feadh 12 uair an chloig chun nanoróidí ocsaíd cerium a ullmhú le plánaí criostail nochta (111) agus (110). Trí na coinníollacha imoibriúcháin a choigeartú, is féidir an cion de (110) plánaí criostail sna plánaí criostail nochta a mhéadú, ag cur lena ngníomhaíocht chatalaíoch a thuilleadh. Is féidir leis an tuaslagóir imoibriúcháin agus ligands dromchla a choigeartú cáithníní ceria nana a tháirgeadh le hidreafiliciúlacht speisialta nó lipophilicity. Mar shampla, is féidir le hiain aicéatáite a chur leis an gcéim uiscí nanacháithníní ocsaíd hydrophilic ocsaíd hydrophilic a ullmhú in uisce. Trí thuaslagóir neamhphola a roghnú agus aigéad ocsaíde a thabhairt isteach mar ligand le linn an imoibrithe, is féidir nanacháithníní ceria lipophilic monodisperse a ullmhú i dtuaslagóirí orgánacha neamhpholacha. (Féach Figiúr 1)
Figiúr 1 Monodisperse Sféarúil Nano Ceria agus Ceria Nano-chruthach slat
1.4 Modh Sol Gel
Is modh é an modh Sol Gel a úsáideann roinnt comhdhúile nó níos mó mar réamhtheachtaithe, déanann sé imoibrithe ceimiceacha amhail hidrealú sa chéim leachtach chun sol a fhoirmiú, agus ansin cruthaíonn sé glóthach tar éis aosaithe, agus ar deireadh thiar triomaíonn sé agus calcines chun púdair ultrafine a ullmhú. Tá an modh seo an-oiriúnach chun nana-ábhair ilchodacha ilchodacha ilchodacha a ullmhú, mar shampla iarann cerium, tíotáiniam cerium, zirconium cerium agus ocsaídí ilchodacha eile, a tuairiscíodh i mórán tuairiscí.
1.5 Modhanna Eile
Chomh maith leis na modhanna thuas, tá modh micrea-lóis ann freisin, modh sintéise micreathonnach, modh leictriúcháin, modh dócháin lasair plasma, modh leictrealú membrane malartaithe ian agus go leor modhanna eile. Tá tábhacht mhór ag na modhanna seo le taighde agus cur i bhfeidhm Nano Ceria.
Ocsaíd 2-nanaiméadar Cerium a chur i bhfeidhm i gcóireáil uisce
Is é Cerium an ghné is flúirsí i measc eilimintí neamhchoitianta cré, le praghsanna ísle agus feidhmchláir leathana. Tá an -aird tugtha ag Nanometer Ceria agus ar a chomhábhair i réimse na cóireála uisce mar gheall ar a n -achar dromchla ard, gníomhaíocht chatalaíoch ard agus cobhsaíocht struchtúrach den scoth.
2.1 Cur i bhFeidhmOcsaíd nana ceriumI gcóireáil uisce trí mhodh asaithe
Le blianta beaga anuas, le forbairt na dtionscal ar nós an tionscail leictreonaice, scaoileadh cuid mhór fuíolluisce ina bhfuil truailleáin amhail ian miotail troma agus ian fluairín. Fiú ag tiúchan rian, is féidir leis dochar suntasach a dhéanamh d'orgánaigh uisceacha agus don timpeallacht mhaireachtála daonna. I measc na modhanna a úsáidtear go coitianta tá ocsaídiú, snámhacht, osmosis droim ar ais, asaithe, nanofiltration, bith -ionradh, etc. ina measc, is minic a ghlactar le teicneolaíocht asaithe mar gheall ar a hoibriú simplí, a costas íseal, agus a éifeachtúlacht ardchóireála. Tá achar dromchla ard -sonrach agus gníomhaíocht ard dromchla ag ábhair Nano PEO2 mar asaitheoirí, agus tá go leor tuairiscí ann maidir le sintéis nana póiriúla POF2 agus a chuid ábhar ilchodach le moirfeolaíochtaí difriúla chun ian díobhálacha a astú agus a bhaint as uisce.
Tá sé léirithe ag taighde go bhfuil cumas asaithe láidir ag Nano Ceria le haghaidh F - in uisce faoi choinníollacha lag aigéadacha. I dtuaslagán le tiúchan tosaigh F -100mg/L agus pH = 5-6, is é an acmhainn asaithe do F - 23mg/g, agus is é an ráta aistrithe F - 85.6%. Tar éis é a luchtú ar liathróid roisín aigéad polyacrylic (méid luchtaithe: 0.25g/g), is féidir le cumas bainte F - teacht ar níos mó ná 99% nuair a dhéileáiltear le toirt chothrom de 100mg/L de réiteach uisciúil; Nuair a bhíonn 120 uair an toirt á phróiseáil, is féidir níos mó ná 90% de F - a bhaint. Nuair a úsáidtear é chun fosfáit agus iodate a adsorb, is féidir leis an acmhainn asaithe teacht ar níos mó ná 100mg/g faoin stát asaithe is fearr is féidir. Is féidir an t -ábhar a úsáidtear a athúsáid tar éis dí -asú simplí agus cóireáil neodraithe, a bhfuil buntáistí eacnamaíocha ard aige.
Tá go leor staidéar ar asaithe agus cóireáil miotail throma thocsaineacha amhail arsanaic, cróimiam, caidmiam, agus luaidhe ag baint úsáide as Nano Ceria agus a chuid ábhar ilchodach. Athraíonn an pH asaithe is fearr le haghaidh ian miotail troma le stáit éagsúla valence. Mar shampla, tá an stát asaithe is fearr ag an riocht alcaileach lag le claontacht neodrach do AS (iii), agus baintear an stát asaithe is fearr as As (v) amach faoi choinníollacha aigéadacha lag, áit ar féidir leis an acmhainn asaithe teacht ar níos mó ná 110mg/g faoin dá choinníoll. Tríd is tríd, is féidir leis an sintéis optamaithe de Nano Ceria agus a chuid ábhar ilchodach rátaí ard -asúcháin agus aistrithe a bhaint amach le haghaidh ian miotal trom éagsúla thar raon leathan pH.
Ar an taobh eile den scéal, tá feidhmíocht den scoth ag nana -ábhair atá bunaithe ar ocsaíd cherium freisin maidir le horgánaigh i bhfuíolluisce, amhail aigéad oráiste, Rhodamine B, an Chongó dearg, etc. Mar shampla, i gcásanna tuairiscithe atá ann cheana, tá sféar póirse nana -nana ullmhaithe ag modhanna leictriceimiceacha a bhfuil cumas ardchothaithe ag baint le hads a bhaint de chumas na n -éalú i ndyes de dhyes a bhaint de dhyes de dhramhaíl na n -éalú i ndícháil na n -éalú i ndíds an fheabhas a bhaintear as an bhfeathú ar an gcumas i ndícháil na n -éalú i n -éalú i n -éalú i n -éalú i n -éalú i ndíds na n -éalú i ndícháil na n -éalú, 942.7mg/g i 60 nóiméad.
2.2 Nano Ceria a chur i bhfeidhm sa phróiseas ard -ocsaídiúcháin
Tá an próiseas ocsaídiúcháin ard (AOPS go gairid) beartaithe chun an córas cóireála ainhidriúil atá ann cheana a fheabhsú. Tá próiseas ocsaídiúcháin ard, ar a dtugtar teicneolaíocht ocsaídiúcháin dhomhain, tréithrithe ag táirgeadh radacach hiodrocsaile (· OH), radacach superoxide (· O2 -), ocsaigin singil, etc. le cumas ocsaídiúcháin láidir. Faoi na coinníollacha imoibriúcháin a bhaineann le teocht agus brú ard, leictreachas, fuaim, ionradaíocht solais, catalaíoch, etc. De réir na mbealaí éagsúla chun fréamhacha agus coinníollacha imoibriúcháin saor in aisce a ghiniúint, is féidir iad a roinnt ina ocsaídiú fótaiceimiceach, ocsaídiú fliuch catalaíoch, ocsaídiú sonochemistry, ocsaídiú ózóin, ocsaídiú leictriceimiceach, ocsaídiú Fenton, (féach Figiúr 2).
Figiúr 2 Aicmiú agus Teicníc Teicneolaíochta den Phróiseas Ocsaídiúcháin Ard
Nana ceriais catalaíoch ilchineálach é a úsáidtear go coitianta i bpróiseas ard -ocsaídiúcháin. Mar gheall ar an gcomhshó tapa idir CE3+agus CE4+agus an éifeacht laghdaithe ocsaídiúcháin thapa a tharla trí ionsú agus scaoileadh ocsaigine, tá cumas maith catalaíoch ag Nano Ceria. Nuair a úsáidtear é mar thionscnóir catalaíoch, is féidir leis cumas agus cobhsaíocht chatalaíoch a fheabhsú go héifeachtach. Nuair a úsáidtear Nano Ceria agus a chuid ábhar ilchodach mar chatalaígh, bíonn na hairíonna catalaíocha éagsúil go mór leis an moirfeolaíocht, leis an méid cáithníní, agus leis na plánaí criostail nochta, ar príomhfhachtóirí iad a théann i bhfeidhm ar a bhfeidhmíocht agus a bhfeidhmiú. Creidtear go ginearálta gurb é is lú na cáithníní agus an níos mó an t -achar dromchla sonrach, an suíomh gníomhach níos comhfhreagracha, agus an cumas catalaíoch níos láidre. Tá cumas catalaíoch an dromchla criostail nochta, ó láidir go lag, in ord (100) dromchla criostail> (110) Dromchla criostail> (111) Crystal Dromchla, agus tá an chobhsaíocht chomhfhreagrach os coinne.
Is ábhar leathsheoltóra é ocsaíd Cerium. Nuair a bhíonn nanaiméadar cerium ocsaíd ionradaithe ag fótóin le fuinneamh níos airde ná an bhearna bhanna, tá na leictreoin bhanda valence ar bís, agus tarlaíonn an t -iompar ath -chomhdhlúthaithe trasdula. Cuirfidh an t -iompar seo an ráta comhshó de CE3+agus CE4+chun cinn, agus mar thoradh air sin beidh gníomhaíocht fóta -anailíseach láidir de nana ceria. Is féidir le fótagrafaíocht díghrádú díreach ar ábhar orgánach a bhaint amach gan truailliú tánaisteach, mar sin is é a chur i bhfeidhm an teicneolaíocht is mó a ndéantar staidéar air i réimse Nano Ceria in AOPS. Faoi láthair, tá an príomhfhócas ar chóireáil díghrádaithe catalaíoch ruaimeanna azo, feanól, clorobenzene, agus fuíolluisce cógaisíochta ag baint úsáide as catalaígh le moirfeolaíochtaí éagsúla agus cumadóireachtaí ilchodacha. De réir na tuarascála, faoin modh sintéise catalaíoch optamaithe agus coinníollacha samhail chatalaíoch, is féidir le cumas díghrádaithe na substaintí seo níos mó ná 80%a bhaint amach, agus is féidir le cumas aistrithe carbóin orgánach iomlán (TOC) níos mó ná 40%a bhaint amach.
Is teicneolaíocht eile a ndéantar staidéar forleathan air go forleathan é catalysis ocsaíd nana cerium le haghaidh díghrádú truailleán orgánach amhail ózón agus sárocsaíd hidrigine. Cosúil le fótagrafaíocht, díríonn sé freisin ar chumas nana ceria le moirfeolaíochtaí difriúla nó plánaí criostail agus ocsaídeoirí ilchodacha ilchodacha cerium -bhunaithe chun truailleáin orgánacha a ocsaídiú agus a dhíghrádú. I bhfrithghníomhartha den sórt sin, is féidir le catalaígh giniúint líon mór fréamhacha gníomhacha ó ózón nó sárocsaíd hidrigine a chatalú, a dhéanann ionsaí ar thruailleáin orgánacha agus a bhaineann cumais díghrádaithe ocsaídiúcháin níos éifeachtaí. Mar gheall ar ocsaídeoirí a thabhairt isteach san imoibriú, tá an cumas chun comhdhúile orgánacha a bhaint go mór. I bhformhór na bhfrithghníomhartha, is féidir le ráta bainte deiridh na sprice substaint a bhaint amach nó a chur chuige 100%, agus tá an ráta bainte TOC níos airde freisin.
Sa mhodh ocsaídiúcháin ardleibhéil leictreamaighnéadaigh, socraíonn airíonna an ábhair anóid a bhfuil ró -ocsaíd ocsaigine ard acu roghnaíocht an mhodha ocsaídiúcháin ardleibhéil leictreamaighnéadaigh chun truailleáin orgánacha a chóireáil. Is fachtóir tábhachtach é an t -ábhar catóide lena gcinntear táirgeadh H2O2, agus cinneann táirgeadh H2O2 éifeachtúlacht an mhodha ard -ocsaídiúcháin leictreamaighnéadaigh chun truailleáin orgánacha a chóireáil. Tugadh aird fhorleathan ar an staidéar ar mhodhnú ábhair leictreoidí ag baint úsáide as Nano Ceria sa bhaile agus go hidirnáisiúnta. Tugann taighdeoirí ocsaíd nana cerium agus a n -ábhair ilchodacha isteach go príomha trí mhodhanna ceimiceacha éagsúla chun ábhair leictreoidí éagsúla a mhodhnú, a ngníomhaíocht leictriceimiceach a fheabhsú, agus dá bhrí sin gníomhaíocht leictreamaighnéadach agus an ráta bainte deiridh a mhéadú.
Is minic gur bearta cúnta tábhachtacha iad micreathonnach agus ultrafhuaime do na samhlacha catalaíocha thuas. Ag glacadh le cúnamh ultrasonaic mar shampla, ag baint úsáide as tonnta fuaime creathaidh le minicíochtaí níos airde ná 25kHz in aghaidh an tsoicind, gintear na milliúin boilgeoga an -bheaga i dtuaslagán a fhoirmítear le gníomhaire glantacháin atá deartha go speisialta. Táirgeann na boilgeoga beaga seo, le linn comhbhrú agus leathnú tapa, ionchorprú mboilgeog i gcónaí, rud a ligeann d'ábhair a mhalartú agus a idirleathadh go tapa ar dhromchla an chatalaíoch, agus is minic a fheabhsaíonn sé éifeachtúlacht chatalaíoch.
3 Conclúid
Is féidir le Nano Ceria agus a hábhair ilchodacha caitheamh go héifeachtach le hiain agus le truailleáin orgánacha in uisce, agus tá poitéinseal tábhachtach feidhmithe acu i réimsí cóireála uisce amach anseo. Mar sin féin, tá an chuid is mó den taighde fós sa chéim saotharlainne, agus chun cur i bhfeidhm tapa a bhaint amach i gcóireáil uisce amach anseo, ní mór aghaidh a thabhairt go práinneach ar na saincheisteanna seo a leanas:
(1) Costas ullmhúcháin réasúnta ard nanaCEO2Is fachtóir tábhachtach i gcónaí é ábhair bhunaithe i bhformhór mór a n -iarratas i gcóireáil uisce, atá fós i gcéim taighde na saotharlainne. Is fócas taighde fós é iniúchadh a dhéanamh ar mhodhanna ullmhúcháin ar chostas íseal, simplí agus éifeachtach ar féidir leo moirfeolaíocht agus méid na n-ábhar atá bunaithe ar POF2 a rialáil.
. Beidh an ilchodach le hábhair roisín nó ábhair mhaighnéadacha ina phríomhthreo taighde dá theicneolaíocht ullmhúcháin ábhartha agus athchúrsála.
.
. Is minic a bhaineann an próiseas cóireála séarachais go minic le hil -thruailleáin a chómhaireachtáil, agus idirghníomhaíonn na truailleáin atá ag teacht lena chéile, rud a athróidh tréithe dromchla agus tocsaineacht fhéideartha nana -ábhair. Dá bhrí sin, tá gá práinneach le níos mó taighde a dhéanamh ar ghnéithe gaolmhara.
Am Post: Bealtaine-22-2023