CEO2minangka komponen penting saka bahan bumi sing langka. TheUnsur Bumi Langka ceriumNduwe struktur elektronik njaba unik - 4f15d16s2. Lapisan 4f khusus bisa kanthi efektif nyimpen lan ngeculake elektron, nggawe ion Cerium dadi negara + 3 negara lan + 4 valence negara. Mula, bahan CEO2 duwe bolongan oksigen luwih akeh, lan duwe kemampuan kanggo nyimpen lan ngeculake oksigen. Konversi bebarengan CE (III) lan CE (IV) uga bahan CEO2 endow kanthi kapabilitas katalistik cathidation unik. Compared to bulk materials, nano CeO2, as a new type of inorganic material, has received widespread attention due to its high specific surface area, excellent oxygen storage and release ability, oxygen ion conductivity, redox performance, and high-temperature rapid oxygen vacancy diffusion ability. Saiki ana pirang-pirang laporan riset lan aplikasi sing gegandhengan nggunakake Nano CEO2 minangka katalis, operator katalis utawa aditif, komponen aktif, lan adsorbents.
1. Cara Persiapan Nanometercerium oksida
Saiki, cara persiapan nano ceria utamane kalebu metode kimia lan metode fisik. Miturut metode kimia sing beda, metode kimia bisa dipérang dadi metode udan, cara hidrothermal, cara solvothermal, cara solvothermal, metode sol, metode elektrodeposisi; Cara fisik utamane metode penggiling.
1.1 metode nggiling
Cara penggiling kanggo nyiyapake Nano Ceria umume nggunakake grinding pasir, sing nduweni kaluwihan biaya murah, kekancan lingkungan, kacepetan lingkungan, kemampuan pangolahan sing kuat, lan kemampuan pangolahan sing kuat, lan kemampuan pangolahan sing kuat. Saiki metode pangolahan sing paling penting ing industri Nano Ceria. Contone, persiapan bubuk nano cerium oxide oxide umume ngetrapake kombinasi kalkulus lan wedhi katalis denitrasi adhedhasar katalis utawa diobati sawise diisi pasir. Kanthi nggunakake ukuran partikel sing beda-beda manik rasio manik, Nano Ceria karo D50 wiwit saka puluhan nganti atusan nenometer bisa dipikolehi liwat penyesuaian.
Cara udan 1.2
Cara udan nuduhake cara nyiyapake bubuk padhet kanthi udan, pamisahan, ngumbah, pangatusan, lan kreta bahan mentah bubar ing pelarut mentah sing larut. Cara udan akeh digunakake ing persiapan bumi sing arang lan nanomaterial sing langka, kanthi kaluwihan kayata proses persiapan sing gampang, efisiensi murah. Iki minangka cara sing digunakake kanggo nyiyapake Nano Ceria lan bahan komposit ing industri. Cara iki bisa nyiyapake Nano Ceria kanthi ukuran morfologi lan ukuran partikel kanthi ngganti suhu, cithakan, lan persiapan pengecatuan nano ceria dikontrol dening ion citrat. Utawa, ion Cerium bisa disepetake dening Oh - digawe saka hidrolisis sodium citrate, banjur dieluli lan diukum kanggo nyiyapake flake kaya mikrospors kaya nano ceria mikrosspheres.
1.3 Cara Hydrothermal lan Solvothermal
Loro cara kasebut nuduhake cara kanggo nyiapake produk kanthi reaksi suhu dhuwur lan dhuwur kanthi suhu kritis ing sistem sing ditutup. Nalika pelarut reaksi yaiku banyu, diarani metode hidrothermal. Sing cocog, nalika pelarut reaksi yaiku pelarut organik, diarani cara solvothermal. Partikel nano sintesis duwe kemurnian sing apik, partikel sing apik lan seragam, utamane bubuk nano kanthi morfologi sing beda utawa pasuryan kristal khusus. Larut klorida cerium kanthi banyu sulingan, aduk lan tambahake solusi sodium hidroksida. Nanggepi hidrothermal ing taun 170 nganti 12 jam kanggo nyiapake nanorod cerium oxide kanthi kapapar (111) lan (110) pesawat kristal. Kanthi nyetel kahanan reaksi, proporsi (110) pesawat kristal ing pesawat kristal sing kapapar bisa ditambah, luwih nambah kegiatan katalitik. Ngatur pelarut reaksi lan lumahing lumahing uga bisa ngasilake partikel nano ceria kanthi hidrofilisitas utawa lipofilikitas khusus. Contone, nambahake ion acetate menyang phase banyu bisa nyiyapake nanopartikel monodisperse hydroformic cerium ing banyu. Kanthi milih pelarut non-Polar lan ngenalake asam olic minangka ligand nalika reaksi, monodisperse lipophip ceria nanopartikel bisa disiapake ing pelarut organik non-polar. (Waca Gambar 1)
Gambar 1 Monodisperse Spherical Spherical Nano Ceria lan Ceria Berbentuk Rod-Rod
1.4 metode gel
Cara Gel Sol minangka metode sing nggunakake sawetara utawa sawetara senyawa minangka prekursor, nganakake reaksi kimia kayata hidrolisis ing fase cair kanggo tuwa, lan pungkasane garing kanggo tuwa lan kapituhan kanggo nyiapake bubuk ultrafine. Cara iki cocog banget kanggo nyiapake nano cerialent multaterier komponen nano ceria, kayata Cerium Titanium, Cerium Zirconium lan Zirconium Nano liyane, sing wis dilaporake ing pirang-pirang laporan.
1.5 Cara liya
Saliyane ing ndhuwur, uga metode losyen micro, cara sintesis mikro, cara elektroneposisi, cara penyakaman banyu, cara elektrolissa ion-ijol-ijolan lan metode liya. Cara kasebut duwe penting kanggo riset lan aplikasi Nano Ceria.
Aplikasi saka 2-Nanometer Cerium oksida ing perawatan banyu
Cerium minangka unsur paling akeh ing antarane unsur bumi, kanthi rega murah lan aplikasi sudhut. Nanameter Ceria lan komposit kasebut narik kawigatosan ing bidang perawatan banyu amarga area permukaan khusus, kegiatan katalitik tinggi lan stabil struktural sing apik banget.
2.1 aplikasi sakaNano Cerium OxideIng perawatan banyu dening cara adsorpsi
Ing taun-taun pungkasan, kanthi pangembangan industri kayata industri elektronika, jumlah limbah sing ngemot polutan kayata ion logam lan lemes fluorine dibuwang. Malah ing konsentrasi trace, bisa nyebabake cilaka organisme akuatik lan lingkungan urip manungsa. Cara sing umume digunakake kalebu oksidasi, flotasi, osmosis mbalikke, adsorption, nanofiltration, biosorption, lan liya-liyane. Bahan CEO2 Nano duwe area permukaan khusus lan kegiatan permukaan sing dhuwur minangka adsorbents, lan ana pirang-pirang laporan ing sintesis CEO2 sing beda karo adsorb lan mbusak ion sing mbebayani saka banyu.
Panliten wis nuduhake manawa Nano Ceria duwe kapasitas adsorption sing kuwat kanggo F - ing banyu ing kahanan asam asam sing lemah. Ing solusi kanthi konsentrasi f - saka 100mg / l lan pH = 5-6, kapasitas adsorption f - yaiku 23mg / g, lan tingkat penghapusan F - 85,6%. Sawise mbukak menyang bal resin asam polyacrylic (jumlah loading: 0.25g / g), kemampuan mbusak f - bisa nggayuh volume 100mg / l solusi sing padha karo 100mg / larutan; Nalika ngolah 120 kaping volume, luwih saka 90% f - bisa dicopot. Yen digunakake kanggo adsorb fosfthate lan iodi, kapasitas adsorption bisa tekan luwih saka 100mg / g ing ngisor negara adsorption sing cocog. Bahan sing digunakake bisa digunakake maneh sawise perawatan desorption lan neutralisasi sing gampang, sing duwe keuntungan ekonomi sing dhuwur.
Ana akeh panaliten ing adsorption lan perawatan logam abot beracun kayata arsenik, kromium, cadmium, lan timbal nggunakake Nano Ceria lan bahan komposit. PH Adsorption sing paling optimal beda-beda kanggo ion logam abot kanthi beda-beda nyatakake. Contone, kondhisi alkalin sing lemah kanthi bias netral duwe negara paling apik kanggo AS (III), nalika kapasitas adsorption sing paling optimal amarga (v) bisa diisi ing kahanan asam sing lemah, ing endi kapasitas adsorption bisa tekan luwih saka 110mg. Sakabèhé, sintesis optimized Nano Ceria lan bahan komposisi bisa nggayuh tarif adsorpsi lan mbusak kanggo macem-macem ion logam abot liwat sawetara pH.
Ing tangan liyane, nanomaterial adhedhasar oxide uga duwe kinerja sing luar biasa ing limbah organik, kayata, ing conto sing wis dilaporake, utamane ing ngilangi rempah-rempah organik, utamane kanggo mbusak kongo, kanthi kapasitas adsorption 942.7mg / g ing 60 menit.
2.2 Aplikasi Nano Ceria ing proses oksidasi maju
Proses oksidasi majeng (APS kanggo cendhak) diusulake kanggo nambah sistem perawatan andhi sing ana. Proses oksidasi majeng, uga dikenal minangka teknologi oksidasi jero, ditondoi kanthi produksi radikal hidroxsiball (oh), radikal Superoxide (· O2 -), kemampuan oksidasi sing kuwat. Ing kahanan reaksi suhu suhu dhuwur lan tekanan, listrik, swara listrik, cahya, katalis, oksidasi katalitik, oksidasi fenton, lan sapiturute (waca Gambar 2).
Gambar 2 Klasifikasi lan Teknologi Proses Oksidasi Lanjut
Nano Ceriaminangka katalis heterogen sing asring digunakake ing proses oksidasi maju. Amarga konversi kanthi cepet ing antarane C32 + lan CE4 + lan efek pengurangan cepet kanthi cepet sing digambar dening penyerapan oksigen lan release, Nano Ceria duwe kemampuan katalia sing apik. Yen digunakake minangka katalis promores, bisa uga bisa nambah kemampuan lan stabilitas katalitik. Nalika nano ceria lan bahan komposit digunakake katalis, sifat katalitik beda-beda karo morfologi, ukuran partikel, lan pesawat faktor sing diasilake pengangkatan lan aplikasi. Umume dipercaya manawa partikel sing luwih cilik lan luwih gedhe area permukaan, situs aktif sing luwih cocog, lan kemampuan katalitikal. Kemampuan katalitik saka permukaan kristal sing kapapar, saka kuwat kanggo lemah, yaiku ing urutan (100) permukaan kristal> (110) permukaan kristal> (111) permukaan kristal, lan stabilitas sing cocog.
Cerium oxide minangka bahan semikonduktor. Nalika nanometer cerium oksida ora ana gadhing karo energi kanthi energi sing luwih dhuwur tinimbang longkangan band, valence band elektron sing bungah, lan prilaku rekombinasi transisi dumadi. Prilaku iki bakal ningkatake tingkat konversi CE3 + lan CE4 +, nyebabake kegiatan photecatalytic sing kuwat saka Nano Ceria. Photatelysis bisa nggayuh kerusakan saka perkara organik tanpa polusi sekunder, saengga aplikasi minangka teknologi sing paling sinau ing lapangan Nano Ceria ing APA. Saiki, fokus utama ana ing perawatan keralitik katalitik, fenol, klorobenzene, lan limbah farmaseutikal nggunakake katalis lan komposisi komposit. Miturut laporan kasebut, ing ngisor metode sintesis sintesis sing dioptimalake lan katalisasi model katalitik, kapasitas penurunan bahan kasebut umume bisa tekan luwih saka 80%, lan kapasitas aman saka karbon organik (TOC) luwih saka 40%.
Catalyis oxida nano cerium kanggo ngrusak polutan organik kayata ozon lan hidrogen peroksida minangka teknologi liyane sing diteliti. Padha karo Photocatalysis, uga fokus ing kemampuan nano Ceria kanthi morfologi utawa pesawat kristal sing beda lan oksidantsite komposit ceralitik beda kanggo ngoksidants organik. Ing reaksi kasebut, katalis bisa ngatasi generasi akeh radikal aktif saka ozon utawa hidrogen peroksida, sing luwih akeh kemampuan polusi organik sing luwih efisien. Amarga introduksi oksidan ing reaksi kasebut, kemampuan kanggo ngilangi senyawa organik kanthi akeh. Umume reaksi, tingkat penghapusan pungkasan zat target bisa nggayuh utawa nyedhaki 100%, lan tingkat penghapusan TOC uga luwih dhuwur.
Ing metode oksidasi majeng, sifat-sifat bahan anode kanthi evolusi oksigen dhuwur nemtokake metode oksidasi maju electrocatalitik kanggo nambani polutan organik. Bahan Cathode minangka faktor penting nemtokake produksi H2O2, lan produksi H2O2 metode oksidasi maju maju kanggo nambani polutan organik. Sinau babagan modifikasi bahan elektroda nggunakake Nano Ceria wis nampa perhatian sing nyebar ing saindenging domestik lan internal. Peneliti utamane ngenalake Nano Cerium oxide lan bahan komposit liwat macem-macem cara kimia kanggo ngowahi bahan elektroktrot beda, lan nambah kegiatan elektrokatitik lan tingkat penghapusan pungkasan.
Microwave lan ultrasonik asring langkah-langkah bantu penting kanggo model katalitik ing ndhuwur. Njupuk pitulung ultrasonik minangka conto, nggunakake gelombang getar swara kanthi frekuensi per detik luwih saka 25kHz per detik, mayuta-yuta gelembung sing sithik digawe ing solusi sing dirancang kanthi agen sing dirancang khusus. Gelembung cilik iki, sajrone kompresi cepet lan ekspansi, terus ngasilake bathi gelembung, saéngga bahan kanthi cepet ijol-ijolan kanthi cepet lan ngasilake efisiensi katalitik.
3 kesimpulan
Nano Ceria lan bahan komposit kasebut bisa nambani ion lan polutan organik ing banyu, lan ana potensial aplikasi penting ing lapangan perawatan banyu ing mangsa ngarep. Nanging, umume riset isih ana ing tahap laboratorium, lan supaya bisa nggayuh aplikasi kanthi cepet ing perawatan banyu ing mangsa ngarep, masalah ing ngisor iki isih kudu ditangani kanthi cepet:
(1) Biaya persiapan sing cukup dhuwur NanoCEO2Bahan adhedhasar tetep dadi faktor penting ing pirang-pirang aplikasi ing perawatan banyu, sing isih ana ing tahap riset laboratorium. Njelajah cara sing larang regane, prasaja lan efektif sing bisa ngatur morfologi lan ukuran bahan adhedhasar Nano Ceo2 isih fokus riset.
(2) Amarga ukuran partikel cilik nano2 Bahan Bahan Nano Ceo2, masalah daur ulang lan regenerasi sawise nggunakake uga faktor penting sing mbatesi aplikasi kasebut. Komposit nganggo bahan resin utawa bahan magnetik bakal dadi arah riset utama kanggo persiapan material lan teknologi daur ulang.
(3) Pangembangan proses sendhi ing antarane teknologi perawatan nano ceo2 lan teknologi perawatan limbah tradisional bakal nambah aplikasi teknologi katalitik nano ceo2 ing lapangan perawatan banyu.
(4) Ana isih riset sing diwatesi babagan keracunan bahan Bahan Nano Ceo2, lan tindakan lingkungane lan mekanisme keracunan ing sistem perawatan banyu durung ditemtokake. Proses perawatan limbah nyata asring kalebu sesambungan pirang-pirang polutan, lan polutan sing duwe sesambungan bakal sesambungan karo saben liyane, saéngga ngganti karakteristik permukaan lan keracunan nanomaterial. Mula, ana sing penting kanggo nindakake riset liyane babagan aspek sing gegandhengan.
Wektu Pos: May-22-2023