សិក្សាលើការសំយោគ និងការកែប្រែសារធាតុ nanomaterial Cerium oxide
ការសំយោគនៃសម្ភារៈណាណូសេរៀរួមមានទឹកភ្លៀង ការកកកុញ អ៊ីដ្រូសែន ការសំយោគមេកានិក ការសំយោគចំហេះ សូលជែល ឡេមីក្រូ និង pyrolysis ដែលក្នុងនោះវិធីសាស្ត្រសំយោគសំខាន់ៗគឺទឹកភ្លៀង និងអ៊ីដ្រូសែន។វិធីសាស្ត្រ Hydrothermal ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវិធីសាស្ត្រសាមញ្ញបំផុត សន្សំសំចៃបំផុត និងគ្មានសារធាតុបន្ថែម។បញ្ហាប្រឈមចម្បងនៃវិធីសាស្រ្ត hydrothermal គឺដើម្បីគ្រប់គ្រង morphology nanoscale ដែលតម្រូវឱ្យមានការកែតម្រូវដោយប្រុងប្រយ័ត្នដើម្បីគ្រប់គ្រងលក្ខណៈរបស់វា។
ការកែប្រែរបស់សេរៀអាចត្រូវបានពង្រឹងតាមរយៈវិធីសាស្រ្ដមួយចំនួន៖ (1) ការដាក់អ៊ីយ៉ុងដែកផ្សេងទៀតដែលមានតម្លៃទាប ឬទំហំតូចជាងនៅក្នុងបន្ទះឈើ ceria ។វិធីសាស្រ្តនេះមិនត្រឹមតែអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃអុកស៊ីដលោហៈដែលពាក់ព័ន្ធប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបង្កើតជាវត្ថុធាតុដើមដែលមានស្ថេរភាពថ្មីជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីថ្មី។(2) បំបែក ceria ឬ analogues doped របស់វាទៅលើសម្ភារៈដឹកជញ្ជូនសមស្រប ដូចជាកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម graphene ជាដើម។សេរ៉ូមអុកស៊ីដក៏អាចបម្រើជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនសម្រាប់ការបំបែកលោហៈដូចជាមាស ផ្លាទីន និងប៉ាឡាដ្យូម។ការកែប្រែវត្ថុធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើ cerium dioxide ភាគច្រើនប្រើលោហៈធាតុផ្លាស់ប្តូរ លោហៈធាតុកម្រ អាល់កាឡៃ/អាល់កាឡាំងផែនដី លោហធាតុកម្រ និងលោហធាតុដ៏មានតម្លៃដែលមានសកម្មភាពល្អជាង និងស្ថេរភាពកម្ដៅ។
ការអនុវត្តសេរ៉ូមអុកស៊ីដនិងកាតាលីករសមាសធាតុ
1, កម្មវិធីនៃ morphologies ផ្សេងគ្នានៃ ceria
ឡូរ៉ា et al ។បានរាយការណ៍ពីការប្តេជ្ញាចិត្តនៃដ្យាក្រាមដំណាក់កាល morphology ceria បីប្រភេទ ដែលទាក់ទងនឹងឥទ្ធិពលនៃការប្រមូលផ្តុំអាល់កាឡាំង និងសីតុណ្ហភាពព្យាបាល hydrothermal រហូតដល់ចុងក្រោយ។CeO2សរីរវិទ្យានៃរចនាសម្ព័ន្ធណាណូ។លទ្ធផលបង្ហាញថាសកម្មភាពកាតាលីករគឺទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងសមាមាត្រ Ce3+/Ce4+ និងកំហាប់អុកស៊ីហ្សែនលើផ្ទៃ។Wei et al ។សំយោគបី Pt /CeO2កាតាលីករដែលមាន morphologies ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនផ្សេងៗគ្នា (ដំបងដូចជា (CeO2-R), គូប (CeO2-C) និង octahedral (CeO2-O) ដែលសមស្របជាពិសេសសម្រាប់អុកស៊ីតកម្មកាតាលីករសីតុណ្ហភាពទាបនៃ C2H4 ។Bian et al ។បានរៀបចំស៊េរីនៃសម្ភារៈណាណូ CeO2ជាមួយនឹងទម្រង់រាងជាដំបង គូប គ្រាប់ និងរូបវិទ្យា octahedral ហើយបានរកឃើញថាកាតាលីករផ្ទុកនៅលើភាគល្អិតណាណូ CeO2(5Ni/NPs) បានបង្ហាញសកម្មភាពកាតាលីករខ្ពស់ជាងច្រើន និងមានស្ថេរភាពប្រសើរជាងកាតាលីករដែលមានទម្រង់ផ្សេងទៀតនៃCeO2គាំទ្រ។
2.កាតាលីទីក ការបំផ្លាញជាតិពុលក្នុងទឹក។
សេរ៉ូមអុកស៊ីដត្រូវបានគេទទួលស្គាល់ថាជាកាតាលីករអុកស៊ីតកម្មអូហ្សូនដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការយកចេញនូវសមាសធាតុសរីរាង្គដែលបានជ្រើសរើស។Xiao et al ។បានរកឃើញថា Pt nanoparticles មានទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធជាមួយCeO2នៅលើផ្ទៃកាតាលីករ និងឆ្លងកាត់អន្តរកម្មខ្លាំង ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសកម្មភាព decomposition អូហ្សូន និងផលិតប្រភេទអុកស៊ីសែនដែលមានប្រតិកម្មបន្ថែមទៀត ដែលរួមចំណែកដល់ការកត់សុីនៃ toluene ។Zhang Lanhe និងអ្នកផ្សេងទៀតបានរៀបចំថ្នាំជក់CeO2/ កាតាលីករ Al2O3 ។អុកស៊ីដដែក doped ផ្តល់នូវចន្លោះប្រតិកម្មសម្រាប់ប្រតិកម្មរវាងសមាសធាតុសរីរាង្គ និង O3 ដែលបណ្តាលឱ្យមានដំណើរការកាតាលីករខ្ពស់នៃCeO2/Al2O3 និងការកើនឡើងនៃទីតាំងសកម្មនៅលើផ្ទៃកាតាលីករ
ដូច្នេះ ការសិក្សាជាច្រើនបានបង្ហាញថាសេរ៉ូមអុកស៊ីដកាតាលីករសមាសធាតុមិនត្រឹមតែអាចបង្កើនការរិចរិលនៃសារធាតុបំពុលមីក្រូសរីរាង្គ recalcitrant ក្នុងវិស័យព្យាបាលអូហ្សូនកាតាលីករនៃទឹកសំណល់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងមានឥទ្ធិពលរារាំងលើប្រូមេតដែលផលិតក្នុងកំឡុងដំណើរការកាតាលីករអូហ្សូនផងដែរ។ពួកគេមានលទ្ធភាពប្រើប្រាស់ទូលំទូលាយក្នុងការព្យាបាលទឹកអូហ្សូន។
3, ការរិចរិលកាតាលីករនៃសមាសធាតុសរីរាង្គងាយនឹងបង្កជាហេតុ
CeO2ក្នុងនាមជាអុកស៊ីដដ៏កម្រធម្មតា ត្រូវបានគេសិក្សានៅក្នុងកាតាលីករពហុដំណាក់កាល ដោយសារតែសមត្ថភាពផ្ទុកអុកស៊ីហ្សែនខ្ពស់របស់វា។
លោក Wang et al ។បានសំយោគអុកស៊ីដសមាសធាតុ Ce Mn ជាមួយនឹងរូបវិទ្យារាងដំបង (សមាមាត្រ Ce/Mn molar នៃ 3:7) ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ hydrothermal ។អ៊ីយ៉ុង Mn ត្រូវបានជ្រលក់ចូលទៅក្នុងCeO2ក្របខ័ណ្ឌដើម្បីជំនួស Ce ដោយហេតុនេះបង្កើនកំហាប់នៃកន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែន។នៅពេលដែល Ce4+ ត្រូវបានជំនួសដោយ Mn ions កន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែនកាន់តែច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលជាហេតុផលសម្រាប់សកម្មភាពខ្ពស់របស់វា។Du et al ។សំយោគ Mn Ce oxide catalysts ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តថ្មីដែលរួមបញ្ចូលគ្នារវាងទឹកភ្លៀង redox និងវិធីសាស្រ្ត hydrothermal ។ពួកគេបានរកឃើញថាសមាមាត្រនៃម៉ង់ហ្គាណែសនិងសេរ៉ូមបានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបង្កើតកាតាលីករ និងប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ដំណើរការ និងសកម្មភាពកាតាលីកររបស់វា។សេរ៉ូមនៅក្នុងម៉ង់ហ្គាណែសសេរ៉ូមអុកស៊ីដដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការស្រូបយកសារធាតុ toluene ហើយម៉ង់ហ្គាណែសត្រូវបានបង្ហាញថាដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកត់សុីនៃ toluene ។ការសម្របសម្រួលរវាងម៉ង់ហ្គាណែស និងសេរ៉ូមធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការប្រតិកម្មកាតាលីករ។
៤.អ្នកថតរូប
ព្រះអាទិត្យ et al ។បានរៀបចំដោយជោគជ័យ Ce Pr Fe-0 @ C ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រទឹកភ្លៀងរួម។យន្តការជាក់លាក់គឺថាបរិមាណ doping នៃ Pr, Fe និង C ដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងសកម្មភាព photocatalytic ។ការណែនាំបរិមាណសមស្របនៃ Pr, Fe, និង C ចូលទៅក្នុងCeO2អាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវប្រសិទ្ធភាព photocatalytic នៃគំរូដែលទទួលបាន ព្រោះវាមានការស្រូបយកជាតិពុលបានប្រសើរជាងមុន ការស្រូបយកពន្លឺដែលអាចមើលឃើញកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព អត្រានៃការបង្កើតក្រុមកាបូនខ្ពស់ និងកន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែនច្រើនទៀត។សកម្មភាព photocatalytic ប្រសើរឡើងនៃCeO2-GO nanocomposites រៀបចំដោយ Ganesan et al ។ត្រូវបានកំណត់គុណលក្ខណៈទៅនឹងផ្ទៃផ្ទៃដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង អាំងតង់ស៊ីតេស្រូបយក គម្លាតតូចចង្អៀត និងផលប៉ះពាល់នៃការឆ្លើយតបនៃផ្ទៃរូបភាព។Liu et al ។បានរកឃើញថា Ce/CoWO4 composite catalyst គឺជា photocatalyst មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ជាមួយនឹងតម្លៃកម្មវិធីសក្តានុពល។Petrovic et al ។រៀបចំCeO2កាតាលីករ ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ electrodeposition បច្ចុប្បន្នថេរ និងបានកែប្រែពួកវាជាមួយនឹងសម្ពាធបរិយាកាសដែលមិនមានកម្ដៅដែល pulsating corona plasma ។ទាំងវត្ថុធាតុដែលបានកែប្រែ និងមិនបានកែប្រែប្លាស្មា បង្ហាញពីសមត្ថភាពកាតាលីករដ៏ល្អនៅក្នុងដំណើរការ degradation ប្លាស្មា និង photocatalytic ។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
អត្ថបទនេះពិនិត្យមើលឥទ្ធិពលនៃវិធីសាស្រ្តសំយោគនៃសេរ៉ូមអុកស៊ីដនៅលើ morphology ភាគល្អិត តួនាទីនៃ morphology លើលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃ និងសកម្មភាពកាតាលីករ ក៏ដូចជាឥទ្ធិពលរួម និងការអនុវត្តរវាងសេរ៉ូមអុកស៊ីដនិងថ្នាំជក់ និងអ្នកដឹកជញ្ជូន។ទោះបីជាកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើ cerium oxide ត្រូវបានសិក្សា និងអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យកាតាលីករ ហើយមានការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាបរិស្ថានដូចជាការប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកក៏ដោយ ក៏នៅតែមានបញ្ហាជាក់ស្តែងជាច្រើន ដូចជាភាពមិនច្បាស់លាស់។សេរ៉ូមអុកស៊ីដmorphology និងយន្តការផ្ទុកនៃកាតាលីករដែលគាំទ្រ cerium ។ការស្រាវជ្រាវបន្ថែមគឺត្រូវការជាចាំបាច់លើវិធីសាស្ត្រសំយោគនៃកាតាលីករ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពរួមរវាងសមាសធាតុ និងការសិក្សាអំពីយន្តការកាតាលីករនៃបន្ទុកផ្សេងៗគ្នា។
អ្នកនិពន្ធកាសែត
Shandong Ceramics ឆ្នាំ 2023 លេខ 2: 64-73
អ្នកនិពន្ធ៖ Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng ជាដើម។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៩ ខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ ២០២៣