Forstjóri2er mikilvægur þáttur í sjaldgæfum jarðefnum. TheSjaldgæfur jarðþáttur Ceriumhefur einstaka ytri rafræna uppbyggingu - 4F15D16S2. Sérstakt 4F lag þess getur á áhrifaríkan hátt geymt og losað rafeindir, sem gerir Cerium jónir hegða sér í+3 gildisástandi og+4 gildisástandi. Þess vegna hafa CEO2 efni meira súrefnisholur og hafa framúrskarandi getu til að geyma og losa um súrefni. Gagnkvæm umbreyting CE (III) og CE (IV) veitir einnig CEO2 efni með einstaka oxunar-minnkun hvata getu. Í samanburði við lausu efni hefur Nano CEO2, sem ný tegund af ólífrænu efni, fengið víðtæka athygli vegna mikils sértæks yfirborðs, framúrskarandi súrefnisgeymslu og losunargetu, súrefnis jónaleiðni, redox afköst og háhita hratt súrefnisstyrksgetu. Nú er um að ræða fjölda rannsóknarskýrslna og tengdra umsókna sem nota Nano CEO2 sem hvata, hvata burðarefni eða aukefni, virkir íhlutir og aðsogsefni.
1. Undirbúningsaðferð nanometerCeriumoxíð
Sem stendur eru algengu undirbúningsaðferðirnar fyrir Nano Ceria aðallega efnafræðileg aðferð og eðlisfræðilega aðferð. Samkvæmt mismunandi efnafræðilegum aðferðum er hægt að skipta efnafræðilegum aðferðum í úrkomuaðferð, vatnsorkuaðferð, leysiaðferð, SOL hlaupaðferð, öremulsunaraðferð og rafgeymsluaðferð; Líkamleg aðferð er aðallega mala aðferðin.
1.1 Malaaðferð
Malaaðferðin til að undirbúa Nano Ceria notar almennt sandslípingu, sem hefur kostina með litlum tilkostnaði, umhverfislegum blíðu, hröðum vinnsluhraða og sterkum vinnsluhæfileikum. Það er sem stendur mikilvægasta vinnsluaðferðin í Nano Ceria iðnaði. Sem dæmi má nefna að undirbúningur nanó cerium oxíðs fægi dufts notar venjulega blöndu af kalkun og sandsmölun og hráefni af denitration hvata sem byggir á cerium er einnig blandað fyrir formeðferð eða meðhöndluð eftir kalkun með sandslímu. Með því að nota mismunandi agnastærð sandmala perluhlutföll er hægt að fá nano ceria með D50 á bilinu tugum til hundruð nanómetra með aðlögun.
1.2 Úrkomuaðferð
Úrkomuaðferðin vísar til aðferðarinnar til að útbúa fast duft með úrkomu, aðskilnaði, þvotti, þurrkun og kalkun hráefna sem eru leyst upp í viðeigandi leysum. Úrkomuaðferðin er mikið notuð við undirbúning sjaldgæfra jarðar og dópaðra nanóefna, með kostum eins og einföldu undirbúningsferli, mikilli skilvirkni og litlum tilkostnaði. Það er almennt notuð aðferð til að undirbúa nano ceria og samsett efni þess í iðnaði. Þessi aðferð getur útbúið nano ceria með mismunandi formgerð og agnastærð með því að breyta úrkomu hitastigi, efnisstyrk, pH gildi, úrkomuhraða, hrærsluhraða, sniðmát osfrv. Algengar aðferðir treysta á úrkomu Cerium jóna frá ammoníaki sem myndast með Citrate jón. Að öðrum kosti er hægt að fella út cerium jónir með OH - sem myndast úr vatnsrofi natríumsítrats og síðan ræktað og kalkað til að útbúa flögu eins og nano ceria örkúlur.
1.3 Hydrothermal og solvothermal aðferðir
Þessar tvær aðferðir vísa til aðferðarinnar til að útbúa vörur með háhita og háþrýstingsvörun við mikilvæga hitastig í lokuðu kerfi. Þegar viðbragðs leysiefni er vatn er það kallað vatnsorkuaðferð. Samsvarandi, þegar viðbragðs leysiefni er lífrænt leysir, er það kallað leysisaðferð. Samstilltu nanóagnirnar hafa mikla hreinleika, góða dreifingu og samræmda agnir, sérstaklega nanóduftið með mismunandi formgerð eða afhjúpað sérstök kristal andlit. Leysið Cerium klóríð í eimað vatn, hrærið og bætið natríumhýdroxíðlausn. Viðbrögð vatnsorku við 170 ℃ í 12 klukkustundir til að útbúa ceriumoxíð nanorods með útsettum (111) og (110) kristalplönum. Með því að aðlaga viðbragðsskilyrðin er hægt að auka hlutfall (110) kristalplana í kristalplanunum sem verða fyrir áhrifum og auka hvatavirkni þeirra enn frekar. Aðlögun viðbragðs leysisins og yfirborðs bindla getur einnig framleitt nano ceria agnir með sérstökum vatnssækni eða fitusækni. Til dæmis, með því að bæta asetatjónum við vatnsfasann getur útbúið monodisperse vatnssækið cerium oxíð nanoparticles í vatni. Með því að velja skautaðan leysingu og setja olíusýru sem bindill meðan á hvarfinu stendur, er hægt að framleiða monodisperse fitusæknar ceria nanoparticles í lífrænum leysum sem ekki eru skautaðir. (Sjá mynd 1)
Mynd 1 Monodisperse kúlulaga nano ceria og stöngulaga nano ceria
1.4 Sol Gel aðferð
Sol Gel aðferðin er aðferð sem notar nokkur eða nokkur efnasambönd sem undanfara, gerir efnafræðileg viðbrögð eins og vatnsrofi í vökvafasanum til að mynda SOL og myndar síðan hlaup eftir öldrun og að lokum DRY og kalsín til að útbúa útfjólu duft. Þessi aðferð er sérstaklega hentugur til að undirbúa mjög dreifð fjölþátta nanó ceria samsett nanóefni, svo sem Cerium járni, Cerium títan, cerium zirconium og önnur samsett nanóoxíð, sem greint hefur verið frá í mörgum skýrslum.
1.5 Aðrar aðferðir
Til viðbótar við ofangreindar aðferðir eru einnig til örkremaðferð, örbylgjuofnunaraðferð, rafskautaraðferð, brennsluaðferð í plasma loga, jónaskipta himna rafgreiningaraðferð og margar aðrar aðferðir. Þessar aðferðir hafa mikla þýðingu fyrir rannsóknir og beitingu Nano Ceria.
Notkun 2-nanómetra ceriumoxíðs við vatnsmeðferð
Cerium er algengasti þátturinn meðal sjaldgæfra jarðarþátta, með lágt verð og breitt forrit. Nanometer Ceria og samsetningar þess hafa vakið mikla athygli á sviði vatnsmeðferðar vegna mikils sérstaks yfirborðs þeirra, mikils hvatavirkni og framúrskarandi stöðugleika í burðarvirki.
2.1 NotkunNano Ceriumoxíðvið vatnsmeðferð með aðsogsaðferð
Undanfarin ár, með þróun atvinnugreina eins og rafeindatækniiðnaðarins, hefur verið sleppt miklu magni af skólpi sem inniheldur mengandi efni eins og þungmálmjónir og flúorjónir. Jafnvel við snefilþéttni getur það valdið verulegum skaða á vatnalífverum og umhverfi manna. Algengar aðferðir fela í sér oxun, flot, öfugan osmósu, aðsog, nanofiltution, biosorption osfrv. Meðal þeirra er aðsogstækni oft notuð vegna einfaldrar notkunar, með litlum tilkostnaði og miklum meðferðarvirkni. Nano CEO2 efni eru með mikla sértækt yfirborð og mikla yfirborðsvirkni sem aðsogsefni og hafa komið fram margar skýrslur um nýmyndun porous nano forstjóra og samsettra efna með mismunandi formgerð til aðsogs og fjarlægja skaðleg jón úr vatni.
Rannsóknir hafa sýnt að Nano Ceria hefur sterka aðsogsgetu fyrir F - í vatni við veikar súru aðstæður. Í lausn með upphafsstyrk F - 100 mg/l og pH = 5-6 er aðsogsgeta F - 23 mg/g, og fjarlægingarhlutfall F - er 85,6%. Eftir að hafa hlaðið það á pólýakrýlsýru plastefni boltann (hleðslumagn: 0,25g/g), getur fjarlægingargeta F - náð yfir 99% þegar það er meðhöndlað jafnt rúmmál 100 mg/l af f - vatnslausn; Þegar vinnsla 120 sinnum er rúmmálið er hægt að fjarlægja meira en 90% af F -. Þegar það er notað til að adsorb fosfat og jodate getur aðsogsgetan náð yfir 100 mg/g undir samsvarandi ákjósanlegu aðsogsástandi. Hægt er að endurnýta notað efni eftir einfalda afsog og hlutleysingarmeðferð, sem hefur mikinn efnahagslegan ávinning.
Það eru margar rannsóknir á aðsog og meðferð á eitruðum þungmálmum eins og arseni, króm, kadmíum og blý með því að nota nano ceria og samsett efni þess. Besta aðsogs pH er mismunandi fyrir þungmálmjónir með mismunandi gildisástandi. Til dæmis hefur veikt basískt ástand með hlutlausan hlutdrægni besta aðsogsástandið fyrir AS (iii), en ákjósanlegt aðsogsástand fyrir AS (V) er náð við veikar súru aðstæður, þar sem aðsogsgeta getur náð yfir 110 mg/g við báðar aðstæður. Á heildina litið getur fínstillt myndun nano ceria og samsett efni þess náð mikilli aðsogs- og fjarlægingarhlutfall fyrir ýmsar þungmálmjónir á breitt pH svið.
Aftur á móti hafa nanóefni sem byggir á ceriumoxíð einnig framúrskarandi afköst í aðsogandi lífrænu efni í skólpi, svo sem sýru appelsínugult, rhodamine B, Kongó rautt osfrv. Til dæmis, í núverandi tilvikum sem tilkynnt var um, hafa nano ceria porous kúlu sem unnin er með rafefnafræðilegum aðferðum með mikla aðsogsgetu í að fjarlægja lífræn litbrigði, sérstaklega í REMOVAL af Reds, aðlögun, með því að fjarlægja afgreiðslu Dockotion Red, með aðlögun að því að fjarlægja lífrænt litarefni, sérstaklega í REMOVOL OF RECO RED, með ADSORSORFRÆÐILEGA AF SEFRITU OF SÉRSTAKA, NÁMS 942,7 mg/g á 60 mínútum.
2.2 Notkun nano ceria í háþróaðri oxunarferli
Lagt er til að háþróaður oxunarferli (AOPS fyrir stutta) er lagt til að bæta núverandi vatnsfrítt meðferðarkerfi. Háþróað oxunarferli, einnig þekkt sem djúp oxunartækni, einkennist af framleiðslu hýdroxýl róttækra (· OH), superoxíð róttækra (· O2 -), singlet súrefnis osfrv. Með sterka oxunargetu. Við viðbragðsskilyrði háhitastigs og þrýstings, rafmagns, hljóðs, ljósgeislunar, hvata osfrv.
Mynd 2 Flokkun og tækni samsetning háþróaðs oxunarferlis
Nano Ceriaer ólíkur hvati sem oft er notaður við langt gengið oxunarferli. Vegna hraðrar umbreytingar milli Ce3+og Ce4+og skjótrar oxunar-minnkunaráhrifa sem urðu til vegna súrefnis frásogs og losunar hefur Nano Ceria góða hvata getu. Þegar það er notað sem hvati verkefnisstjóra getur það einnig bætt hvata og stöðugleika í raun. Þegar Nano Ceria og samsett efni þess eru notuð sem hvati, eru hvata eiginleikarnir mjög breytilegir eftir formgerð, agnastærð og útsettum kristalplönum, sem eru lykilatriði sem hafa áhrif á frammistöðu þeirra og notkun. Almennt er talið að því minni sem agnirnar og því stærri eru sérstök yfirborð, því samsvarandi virka staðnum og því sterkari sem hvati. Hvatahæfni hins óvarða kristals yfirborðs, frá sterku til veiku, er í röð (100) kristals yfirborðs> (110) Crystal Surface> (111) Crystal Surface, og samsvarandi stöðugleiki er gagnstætt.
Ceriumoxíð er hálfleiðara efni. Þegar nanometer cerium oxíð er geislað með ljóseindum með orku hærri en bandbilið, eru rafeindir rafeindirnar spenntar og umbreytingarhegðunin á sér stað. Þessi hegðun mun stuðla að viðskiptahlutfalli Ce3+og Ce4+, sem leiðir til sterkrar ljósritunarvirkni nano ceria. Ljósgreining getur náð beinu niðurbroti lífrænna efna án efri mengunar, þannig að notkun þess er mest rannsakaða tæknin á sviði Nano Ceria í AOPS. Sem stendur er megináherslan á hvata niðurbrotsmeðferð Azo litarefna, fenól, klórbensen og lyfjafræðilegs skólps með því að nota hvata með mismunandi formgerð og samsettar samsetningar. Samkvæmt skýrslunni, samkvæmt bjartsýni nýmyndunaraðferðar hvata og hvata líkansaðstæðum, getur niðurbrotsgeta þessara efna almennt náð meira en 80%og að fjarlægja getu heildar lífræns kolefnis (TOC) getur náð meira en 40%.
Nano Ceriumoxíð hvati til niðurbrots lífrænna mengunarefna eins og ósons og vetnisperoxíðs er önnur tækni sem er mikið rannsökuð. Svipað og ljósritun beinist hún einnig að getu nano ceria með mismunandi formgerð eða kristalplönum og mismunandi samsettum oxun oxunarefna til að oxa og brjóta niður lífræn mengunarefni. Í slíkum viðbrögðum geta hvatar hvatt myndun stórs fjölda virkra radíkala frá ósoni eða vetnisperoxíði, sem ráðast á lífræn mengunarefni og ná fram skilvirkari oxunar niðurbrotsgetu. Vegna innleiðingar oxunarefna í hvarfinu er hæfileikinn til að fjarlægja lífræn efnasambönd til muna. Í flestum viðbrögðum getur endanleg fjarlægingarhlutfall markefnisins náð eða nálgast 100%og TOC fjarlægingarhlutfall er einnig hærra.
Í rafskautaraðstoðinni ákvarða eiginleika rafskautaefnisins með mikilli súrefnisþróun yfirgnæfandi að ákvarða sértækni rafskauta háþróaðrar oxunaraðferðar til að meðhöndla lífræn mengunarefni. Bakskautefnið er mikilvægur þáttur sem ákvarðar framleiðslu H2O2 og framleiðsla H2O2 ákvarðar skilvirkni rafskautahátíðar oxunaraðferðar til að meðhöndla lífræn mengunarefni. Rannsóknin á breytingu á rafskautum með því að nota nano ceria hefur fengið víðtæka athygli bæði innanlands og á alþjóðavettvangi. Vísindamenn kynna aðallega nano ceriumoxíð og samsett efni þess með mismunandi efnafræðilegum aðferðum til að breyta mismunandi rafskautsefnum, bæta rafefnafræðilega virkni þeirra og auka þar með rafskautavirkni og endanlegan flutningshraða.
Örbylgjuofn og ómskoðun eru oft mikilvægar aðstoðaraðgerðir fyrir ofangreind hvata líkön. Að taka ultrasonic aðstoð sem dæmi, með því að nota titringshljóðbylgjur með tíðni hærri en 25kHz á sekúndu, eru milljónir afar litlar loftbólur búnar til í lausn sem er samsett með sérhönnuðum hreinsiefni. Þessar litlu loftbólur, við skjótan þjöppun og stækkun, framleiða stöðugt kúluþéttni, sem gerir efnum kleift að skiptast fljótt og dreifast á yfirborð hvata, oft bætir veldisbundið hvata skilvirkni.
3 Ályktun
Nano Ceria og samsett efni þess geta í raun meðhöndlað jónir og lífræn mengunarefni í vatni og haft mikilvæga notkunarmöguleika á vatnsmeðferðarreitum í framtíðinni. Hins vegar eru flestar rannsóknir enn á rannsóknarstofu og til að ná skjótum notkun í vatnsmeðferð í framtíðinni þarf enn að taka á eftirfarandi málum brýn:
(1) tiltölulega mikill undirbúningskostnaður nanoForstjóri2Byggt efni er áfram mikilvægur þáttur í langflestum umsóknum þeirra í vatnsmeðferð, sem eru enn á rannsóknarstofu rannsóknarstigsins. Að kanna lágmarkskostnaðar, einfaldar og árangursríkar undirbúningsaðferðir sem geta stjórnað formgerð og stærð Nano CEO2 byggðra efna er enn í brennidepli í rannsóknum.
(2) Vegna litlu agnastærðar Nano CEO2 byggðra efna eru endurvinnslu- og endurnýjunarvandamálin eftir notkun einnig mikilvægir þættir sem takmarka notkun þeirra. Samsett það með plastefni eða segulmagnaðir efni verður lykilrannsóknarstefna fyrir efnisframleiðslu þess og endurvinnslutækni.
(3) Þróun sameiginlegs ferlis milli Nano CEO2 byggðrar efnisvatnsmeðferðartækni og hefðbundinnar fráveitutækni mun stuðla mjög að beitingu Nano CEO2 byggðra efnishvatatækni á sviði vatnsmeðferðar.
(4) Enn eru takmarkaðar rannsóknir á eiturhrifum Nano CEO2 byggðra efna og umhverfishegðun þeirra og eituráhrif í vatnsmeðferðarkerfi hafa ekki verið ákvörðuð enn. Raunverulegt skólpmeðferðarferli felur oft í sér sambúð margra mengunarefna og sambúð mengunarefna mun hafa samskipti sín á milli og þar með breyta yfirborðseinkennum og hugsanlegum eiturverkunum nanóefna. Þess vegna er brýn þörf á að framkvæma frekari rannsóknir á skyldum þáttum.
Post Time: maí-22-2023