Ցերիումի օքսիդի սինթեզը և ձևափոխումը և դրա կիրառումը կատալիզի մեջ

Սինթեզի և ձևափոխման ուսումնասիրությունՑերիումի օքսիդի նանոնյութեր

-ի սինթեզըceria նանոնյութերներառում է տեղումներ, համատեղ տեղումներ, հիդրոթերմային, մեխանիկական սինթեզ, այրման սինթեզ, սոլ-գել, միկրո լոսյոն և պիրոլիզի, որոնցից հիմնական սինթեզի մեթոդներն են տեղումները և հիդրոթերմալը:Հիդրոջերմային մեթոդը համարվում է ամենապարզ, տնտեսական և առանց հավելումների մեթոդը:Հիդրոջերմային մեթոդի հիմնական խնդիրն է վերահսկել նանոմաշտաբի մորֆոլոգիան, որը պահանջում է մանրակրկիտ ճշգրտում դրա բնութագրերը վերահսկելու համար:

-ի փոփոխությունըceriaկարելի է ուժեղացնել մի քանի մեթոդների միջոցով. (1) այլ մետաղական իոնների դոպինգ՝ ավելի ցածր գներով կամ ավելի փոքր չափերով ցերիայի վանդակում:Այս մեթոդը կարող է ոչ միայն բարելավել ներգրավված մետաղական օքսիդների արդյունավետությունը, այլև ձևավորել նոր կայուն նյութեր՝ նոր ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով:(2) Ցերիան կամ դրա դոպինգային անալոգները ցրել համապատասխան կրող նյութերի վրա, ինչպիսիք են ակտիվացված ածխածինը, գրաֆենը և այլն:Ցերիումի օքսիդկարող է նաև ծառայել որպես կրող մետաղներ ցրելու համար, ինչպիսիք են ոսկին, պլատինը և պալադիումը:Ցերիումի երկօքսիդի վրա հիմնված նյութերի փոփոխման համար հիմնականում օգտագործվում են անցումային մետաղներ, հազվագյուտ ալկալի/ալկալիական մետաղներ, հազվագյուտ հողային մետաղներ և թանկարժեք մետաղներ, որոնք ունեն ավելի լավ ակտիվություն և ջերմային կայունություն:

-ի կիրառումՑերիումի օքսիդև կոմպոզիտային կատալիզատորներ

1, Ցերիայի տարբեր մորֆոլոգիաների կիրառում

Լաուրա և այլք:զեկուցել է երեք տեսակի ցերիայի մորֆոլոգիայի փուլային դիագրամների որոշումը, որոնք կապում են ալկալիների կոնցենտրացիայի և հիդրոթերմային մշակման ջերմաստիճանի ազդեցությունը վերջնականի հետ:CeO2նանոկառուցվածքի մորֆոլոգիա.Արդյունքները ցույց են տալիս, որ կատալիտիկ ակտիվությունն ուղղակիորեն կապված է Ce3+/Ce4+ հարաբերակցության և մակերեսային թթվածնի թափուր կոնցենտրացիայի հետ:Wei et al.սինթեզված երեք Pt/CeO2տարբեր կրիչի մորֆոլոգիաներով կատալիզատորներ (ձողայինCeO2-R), խորանարդ (CeO2-C), և ութանիստ (CeO2-O), որոնք հատկապես հարմար են C2H4-ի ցածր ջերմաստիճանի կատալիտիկ օքսիդացման համար:Bian et al.պատրաստել է մի շարքCeO2 նանոնյութերձողաձև, խորանարդ, հատիկավոր և ութանիստ ձևաբանությամբ և պարզել է, որ կատալիզատորները բեռնված ենCeO2 նանոմասնիկներ(5Ni/NPs) ցուցադրել են շատ ավելի բարձր կատալիտիկ ակտիվություն և ավելի լավ կայունություն, քան կատալիզատորները այլ ձևերովCeO2աջակցություն.

2. Ջրի աղտոտիչների կատալիտիկ քայքայումը

Ցերիումի օքսիդճանաչվել է որպես օզոնի օքսիդացման արդյունավետ կատալիզատոր՝ ընտրված օրգանական միացությունների հեռացման համար:Xiao et al.պարզել է, որ Pt նանոմասնիկները սերտ շփման մեջ ենCeO2կատալիզատորի մակերեսին և ենթարկվում են ուժեղ փոխազդեցությունների՝ դրանով իսկ բարելավելով օզոնի քայքայման ակտիվությունը և արտադրելով ավելի ակտիվ թթվածնի տեսակներ, որոնք նպաստում են տոլուոլի օքսիդացմանը:Zhang Lanhe-ն և մյուսները պատրաստվել են դոպինգովCeO2/Al2O3 կատալիզատորներ.Մետաղների դոպավորված օքսիդներն ապահովում են ռեակցիայի տարածություն օրգանական միացությունների և O3-ի միջև ռեակցիայի համար, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր կատալիտիկ կատարողականության:CeO2/Al2O3 և կատալիզատորի մակերեսի վրա ակտիվ տեղամասերի ավելացում

Ուստի բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որցերիումի օքսիդԿոմպոզիտային կատալիզատորները կարող են ոչ միայն ուժեղացնել հակակոռուպցիոն օրգանական միկրո աղտոտիչների քայքայումը կեղտաջրերի կատալիտիկ օզոնային մաքրման ոլորտում, այլ նաև արգելակող ազդեցություն ունենալ օզոնային կատալիտիկ գործընթացի ընթացքում արտադրվող բրոմատի վրա:Նրանք օզոնային ջրի մաքրման մեջ կիրառման լայն հեռանկարներ ունեն:

3, Ցնդող օրգանական միացությունների կատալիտիկ քայքայումը

CeO2, որպես տիպիկ հազվագյուտ հողի օքսիդ, ուսումնասիրվել է բազմաֆազ կատալիզում՝ շնորհիվ թթվածնի պահպանման բարձր հզորության։

Wang et al.սինթեզել է Ce Mn կոմպոզիտային օքսիդ՝ ձողաձեւ մորֆոլոգիայով (Ce/Mn մոլային հարաբերակցությունը 3:7)՝ օգտագործելով հիդրոթերմալ մեթոդ:Mn իոնները դոպինգ են մտցվել մեջCeO2շրջանակ, որը փոխարինում է Ce-ին, դրանով իսկ մեծացնելով թթվածնի թափուր աշխատատեղերի կոնցենտրացիան:Քանի որ Ce4+-ը փոխարինվում է Mn իոններով, առաջանում են ավելի շատ թթվածնի թափուր տարածքներ, ինչով էլ պայմանավորված է նրա բարձր ակտիվությունը։Դու և այլք։սինթեզված Mn Ce օքսիդի կատալիզատորներ՝ օգտագործելով նոր մեթոդ, որը համատեղում է ռեդոքս տեղումների և հիդրոթերմային մեթոդները:Նրանք պարզել են, որ մանգանի հարաբերակցությունը ևցերիումվճռորոշ դեր է խաղացել կատալիզատորի ձևավորման գործում և էապես ազդել նրա կատարողականության և կատալիտիկ գործունեության վրա:Ցերիումմանգանի մեջցերիումի օքսիդվճռորոշ դեր է խաղում տոլուոլի կլանման մեջ, և ցույց է տրված, որ մանգանը վճռորոշ դեր է խաղում տոլուոլի օքսիդացման մեջ:Մանգանի և ցերիումի միջև կոորդինացումը բարելավում է կատալիտիկ ռեակցիայի գործընթացը:

4.Ֆոտոկատալիզատոր

Sun et al.հաջողությամբ պատրաստվել է Ce Pr Fe-0 @ C՝ օգտագործելով համատարած տեղումների եղանակը:Հատուկ մեխանիզմն այն է, որ Pr, Fe և C-ի դոպինգի քանակը կարևոր դեր է խաղում ֆոտոկատալիտիկ գործունեության մեջ:Pr, Fe և C-ի համապատասխան քանակի ներմուծումCeO2կարող է զգալիորեն բարելավել ստացված նմուշի ֆոտոկատալիտիկ արդյունավետությունը, քանի որ այն ունի աղտոտիչների ավելի լավ կլանումը, տեսանելի լույսի ավելի արդյունավետ կլանումը, ածխածնի շերտերի ձևավորման ավելի բարձր արագությունը և ավելի շատ թթվածնի թափուր տեղերը:ուժեղացված ֆոտոկատալիտիկ ակտիվությունըCeO2-ԳՈ նանոկոմպոզիտներ, որոնք պատրաստված են Ganesan et al.վերագրվում է մակերևույթի ուժեղացված մակերեսին, կլանման ինտենսիվությանը, նեղ շերտի բացվածքին և մակերևույթի ֆոտոարձագանքման էֆեկտներին:Liu et al.պարզվել է, որ Ce/CoWO4 կոմպոզիտային կատալիզատորը բարձր արդյունավետ ֆոտոկատալիզատոր է՝ կիրառման հնարավոր արժեքով:Պետրովիչը և այլք:պատրաստվածCeO2կատալիզատորներ` օգտագործելով մշտական ​​հոսանքի էլեկտրոդեզոնավորման մեթոդը և փոփոխել դրանք ոչ ջերմային մթնոլորտային ճնշման պուլսացիոն պսակի պլազմայով:Ինչպես պլազմայի ձևափոխված, այնպես էլ չմոդիֆիկացված նյութերը լավ կատալիտիկ կարողություն են ցուցաբերում ինչպես պլազմայի, այնպես էլ ֆոտոկատալիտիկ քայքայման գործընթացներում:

Եզրակացություն

Այս հոդվածը վերանայում է սինթեզի մեթոդների ազդեցությունըցերիումի օքսիդմասնիկների մորֆոլոգիայի, մորֆոլոգիայի դերը մակերևույթի հատկությունների և կատալիտիկ ակտիվության վրա, ինչպես նաև սիներգետիկ էֆեկտի և կիրառման վրացերիումի օքսիդև դոպանտներ և կրիչներ:Չնայած ցերիումի օքսիդի վրա հիմնված կատալիզատորները լայնորեն ուսումնասիրվել և կիրառվել են կատալիզի ոլորտում և զգալի առաջընթաց են գրանցել բնապահպանական խնդիրների լուծման հարցում, ինչպիսիք են ջրի մաքրումը, դեռևս կան բազմաթիվ գործնական խնդիրներ, ինչպիսիք են անհասկանալիցերիումի օքսիդՑերիումով աջակցվող կատալիզատորների մորֆոլոգիան և բեռնման մեխանիզմը:Հետագա հետազոտություններ են անհրաժեշտ կատալիզատորների սինթեզի մեթոդի, բաղադրիչների միջև սիներգետիկ էֆեկտի ուժեղացման և տարբեր բեռների կատալիտիկ մեխանիզմի ուսումնասիրության վերաբերյալ:

Ամսագրի հեղինակ

Shandong Ceramics 2023 Թողարկում 2: 64-73

Հեղինակներ՝ Չժոու Բին, Վան Պեն, Մեն Ֆանպենգ և այլն