ცერიუმის ოქსიდის სინთეზი და მოდიფიკაცია და მისი გამოყენება კატალიზში

შესწავლა სინთეზისა და მოდიფიკაციის შესახებცერიუმის ოქსიდის ნანომასალები

სინთეზიცერია ნანომასალებიმოყვება ნალექი, კოპრეციფიკაცია, ჰიდროთერმული, მექანიკური სინთეზი, წვის სინთეზი, სოლ გელი, მიკრო ლოსიონი და პიროლიზი, რომელთა შორის ძირითადი სინთეზის მეთოდები არის ნალექი და ჰიდროთერმული. ჰიდროთერმული მეთოდი ითვლება უმარტივეს, ყველაზე ეკონომიურ და დანამატურ თავისუფალ მეთოდად. ჰიდროთერმული მეთოდის მთავარი გამოწვევაა ნანოწარმოების მორფოლოგიის კონტროლი, რომელიც მოითხოვს ფრთხილად კორექტირებას მისი მახასიათებლების გასაკონტროლებლად.

მოდიფიკაციაცერიაშეიძლება გაძლიერდეს რამდენიმე მეთოდით: (1) სხვა ლითონის იონების დოპინგი უფრო დაბალი ფასებით ან მცირე ზომის ზომებით ცერიას ცხრილში. ამ მეთოდს შეუძლია არა მხოლოდ გააუმჯობესოს ლითონის ოქსიდების მოქმედება, არამედ შექმნას ახალი სტაბილური მასალები ახალი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით. (2) დაარბით ცერიას ან მის დოპედურ ანალოგებს შესაბამის გადამზიდავ მასალებზე, როგორიცაა გააქტიურებული ნახშირბადი, გრაფენი და ა.შ.ცერიუმის ოქსიდიასევე შეიძლება მოემსახუროს გადამზიდავი ისეთი ლითონების გაფანტვისთვის, როგორიცაა ოქრო, პლატინი და პალადიუმი. ცერიუმის დიოქსიდის დაფუძნებული მასალების მოდიფიკაცია ძირითადად იყენებს გარდამავალ ლითონებს, იშვიათ ტუტე/ტუტე დედამიწის ლითონებს, იშვიათ დედამიწის ლითონებს და ძვირფას ლითონებს, რომლებსაც აქვთ უკეთესი აქტივობა და თერმული სტაბილურობა.

პროგრამაცერიუმის ოქსიდიდა კომპოზიციური კატალიზატორი

1, ცერიას სხვადასხვა მორფოლოგიის გამოყენება

ლორა და სხვ. იტყობინება ცერიას მორფოლოგიის ფაზის სამი ტიპის განსაზღვრა, რაც უკავშირდება ტუტე კონცენტრაციის და ჰიდროთერმული მკურნალობის ტემპერატურის შედეგებსაღმასრულებელი 2ნანოსტრუქტურის მორფოლოგია. შედეგები მიუთითებს, რომ კატალიზური მოქმედება პირდაპირ კავშირშია CE3+/CE4+თანაფარდობასთან და ზედაპირული ჟანგბადის ვაკანსიის კონცენტრაციასთან. ვეი და სხვ. სინთეზირდა სამი პტ/აღმასრულებელი 2კატალიზატორები სხვადასხვა გადამზიდავი მორფოლოგიით (როდ ლაით (აღმასრულებელი 2-R), კუბური (აღმასრულებელი 2-C), და ოქტატალი (აღმასრულებელი 2-ო), რომლებიც განსაკუთრებით შესაფერისია C2H4- ის დაბალი ტემპერატურის კატალიზური დაჟანგვისთვის. Bian et al. მოამზადა სერიაCEO2 ნანომასალებიროდ ფორმის, კუბური, მარცვლოვანი და ოქტატალური მორფოლოგიით და აღმოაჩინა, რომ დატვირთულია კატალიზატორებიაღმასრულებელი 2 ნანონაწილაკები(5NI/NPS) გამოავლინა ბევრად უფრო მაღალი კატალიტიკური მოქმედება და უკეთესი სტაბილურობა, ვიდრე კატალიზატორები სხვა ფორმებითაღმასრულებელი 2მხარდაჭერა.

2. დამაბინძურებლების კატალიტიკური დეგრადაცია წყალში

ცერიუმის ოქსიდიაღიარებულია, როგორც ეფექტური ოზონის დაჟანგვის კატალიზატორი შერჩეული ორგანული ნაერთების მოსაშორებლად. Xiao et al. დაადგინა, რომ Pt ნანონაწილაკები მჭიდრო კავშირშიააღმასრულებელი 2კატალიზატორის ზედაპირზე და განიცდიან ძლიერ ურთიერთქმედებებს, რითაც აუმჯობესებს ოზონის დაშლის მოქმედებას და წარმოქმნის უფრო რეაქტიული ჟანგბადის სახეობებს, რაც ხელს უწყობს ტოლუენის დაჟანგვას. Zhang Lanhe და სხვები მოამზადეს დოპედიაღმასრულებელი 2/Al2O3 კატალიზატორი. დოპედის ლითონის ოქსიდები უზრუნველყოფენ რეაქციის ადგილს ორგანულ ნაერთებსა და O3- ს შორის რეაქციისთვის, რის შედეგადაც უფრო მაღალი კატალიტიკური შესრულებააღმასრულებელი 2/Al2O3 და აქტიური ადგილების ზრდა კატალიზატორის ზედაპირზე

ამიტომ, ბევრმა კვლევამ აჩვენა, რომცერიუმის ოქსიდიკომპოზიციურ კატალიზატორებს შეუძლიათ არა მხოლოდ გაზარდოს რეკონსტრანტული ორგანული მიკრო დამაბინძურებლების დეგრადაცია ჩამდინარე წყლების კატალიზური ოზონის მკურნალობის სფეროში, მაგრამ ასევე აქვთ ინჰიბიტორული ზემოქმედება ოზონის კატალიზური პროცესის დროს წარმოქმნილ ბრომატზე. მათ აქვთ ფართო გამოყენების პერსპექტივები ოზონის წყლის დამუშავების პროცესში.

3, არასტაბილური ორგანული ნაერთების კატალიზური დეგრადაცია

აღმასრულებელი 2, როგორც ტიპიური იშვიათი დედამიწის ოქსიდი, შესწავლილი იქნა მულტიფაზის კატალიზში, მისი მაღალი ჟანგბადის შენახვის გამო.

Wang et al. სინთეზირდა CE MN კომპოზიტური ოქსიდი როდ ფორმის მორფოლოგიით (CE/MN მოლური თანაფარდობა 3: 7) ჰიდროთერმული მეთოდის გამოყენებით. Mn იონები შეიტანესაღმასრულებელი 2CE- ს შეცვლის ჩარჩო, რითაც იზრდება ჟანგბადის ვაკანსიების კონცენტრაცია. როგორც CE4+შეიცვალა Mn იონებით, იქმნება მეტი ჟანგბადის ვაკანსიები, რაც მისი უფრო მაღალი საქმიანობის მიზეზია. დუ და სხვ. სინთეზირებული Mn ce ოქსიდის კატალიზატორი ახალი მეთოდის გამოყენებით, რომელიც აერთიანებს რედოქსის ნალექებს და ჰიდროთერმული მეთოდებს. მათ დაადგინეს, რომ მანგანუმის თანაფარდობა დაცერიუმიგადამწყვეტი როლი ითამაშა კატალიზატორის ფორმირებაში და მნიშვნელოვნად იმოქმედა მის შესრულებაზე და კატალიზურ მოქმედებაზე.ცერიუმიმანგანუმშიცერიუმის ოქსიდიმნიშვნელოვან როლს ასრულებს ტოლუენის ადსორბციაში, ხოლო მანგანუმმა აჩვენა, რომ გადამწყვეტი როლი ითამაშა ტოლუენის დაჟანგვაში. მანგანუმსა და ცერიუმს შორის კოორდინაცია აუმჯობესებს კატალიზური რეაქციის პროცესს.

4.PHOTOCATALYST

Sun et al. წარმატებით მომზადებული CE PR FE-0 @ C CO ნალექების მეთოდის გამოყენებით. სპეციფიკური მექანიზმი არის ის, რომ PR, FE და C დოპინგის ოდენობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ფოტოკატალიტიკური საქმიანობაში. PR, FE და C შესაბამისი ოდენობის დანერგვააღმასრულებელი 2შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მიღებული ნიმუშის ფოტოკატალიტიკური ეფექტურობა, რადგან მას აქვს დამაბინძურებლების უკეთესი ადსორბცია, ხილული შუქის უფრო ეფექტური შეწოვა, ნახშირბადის ზოლების უფრო მაღალი ფორმირების სიჩქარე და მეტი ჟანგბადის ვაკანსიები. გაძლიერებული ფოტოკატალიტიკური მოქმედებააღმასრულებელი 2-გო ნანოკომპოზიტები, რომლებიც მომზადებულია Ganesan et al. მიეკუთვნება გაძლიერებულ ზედაპირს, შთანთქმის ინტენსივობას, ვიწრო ზოლს და ზედაპირულ ფოტომასალა ეფექტებს. ლიუ და სხვ. დაადგინა, რომ CE/COWO4 კომპოზიციური კატალიზატორი არის უაღრესად ეფექტური ფოტოკატატიზმი, რომელსაც აქვს პოტენციური განაცხადის მნიშვნელობა. პეტროვიჩი და სხვ. მომზადებულიაღმასრულებელი 2კატალიზატორები მუდმივი მიმდინარე ელექტროდეპოზული მეთოდის გამოყენებით და შეცვალეთ ისინი არა თერმული ატმოსფერული წნევის მქონე პულსირებადი კორონას პლაზმაში. პლაზმური მოდიფიცირებული და არაპროდიფიცირებული მასალები აჩვენებს კარგ კატალიზურ უნარს, როგორც პლაზმაში, ასევე ფოტოკატალიტიკური დეგრადაციის პროცესებში.

დასკვნა

ეს სტატია განიხილავს სინთეზის მეთოდების გავლენასცერიუმის ოქსიდინაწილაკების მორფოლოგიაზე, მორფოლოგიის როლი ზედაპირულ თვისებებზე და კატალიზურ მოქმედებაზე, აგრეთვე სინერგიულ ეფექტსა და გამოყენებას შორისცერიუმის ოქსიდიდოპანტები და გადამზიდავები. მიუხედავად იმისა, რომ ცერიუმის ოქსიდზე დაფუძნებული კატალიზატორი ფართოდ იქნა შესწავლილი და გამოყენებული კატალიზის სფეროში და მნიშვნელოვანი პროგრესი განიცადა გარემოსდაცვითი პრობლემების გადაჭრაში, როგორიცაა წყლის მკურნალობა, ჯერ კიდევ არსებობს მრავალი პრაქტიკული პრობლემა, მაგალითად, გაურკვეველიცერიუმის ოქსიდიცერიუმის მხარდაჭერილი კატალიზატორების მორფოლოგია და დატვირთვის მექანიზმი. შემდგომი გამოკვლევაა საჭირო კატალიზატორების სინთეზის მეთოდზე, კომპონენტებს შორის სინერგიული ეფექტის გაღრმავებას და სხვადასხვა დატვირთვის კატალიზური მექანიზმის შესწავლას.

ჟურნალის ავტორი

შანდონგის კერამიკა 2023 გამოცემა 2: 64-73

ავტორები: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng და ა.შ.