सेरियम ऑक्साईडचे संश्लेषण आणि सुधारणे आणि कॅटॅलिसिसमध्ये त्याचा अनुप्रयोग

संश्लेषण आणि सुधारणेचा अभ्यास करासेरियम ऑक्साईड नॅनोमेटेरियल्स

चे संश्लेषणसेरिया नॅनोमेटेरियल्सपर्जन्यवृष्टी, कोपरेसिपिटेशन, हायड्रोथर्मल, मेकॅनिकल सिंथेसिस, दहन संश्लेषण, सोल जेल, मायक्रो लोशन आणि पायरोलिसिस यांचा समावेश आहे, त्यापैकी मुख्य संश्लेषण पद्धती पर्जन्यवृष्टी आणि हायड्रोथर्मल आहेत. हायड्रोथर्मल पद्धत सर्वात सोपी, सर्वात किफायतशीर आणि itive डिटिव्ह फ्री पद्धत मानली जाते. हायड्रोथर्मल पद्धतीचे मुख्य आव्हान म्हणजे नॅनोस्केल मॉर्फोलॉजी नियंत्रित करणे, ज्यास त्याची वैशिष्ट्ये नियंत्रित करण्यासाठी काळजीपूर्वक समायोजित करणे आवश्यक आहे.

च्या बदलसेरियाकित्येक पद्धतींद्वारे वर्धित केले जाऊ शकते: (१) सेरिया जाळीमध्ये कमी किंमतींसह किंवा कमी किंमतींसह इतर धातूचे आयन डोप करणे. ही पद्धत केवळ गुंतलेल्या मेटल ऑक्साईड्सची कार्यक्षमता सुधारू शकत नाही तर नवीन भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह नवीन स्थिर सामग्री देखील तयार करू शकते. (२) सक्रिय कार्बन, ग्राफीन इ. सारख्या योग्य कॅरियर सामग्रीवर सेरिया किंवा त्याचे डोप्ड अ‍ॅनालॉग फैलावतात.सेरियम ऑक्साईडसोने, प्लॅटिनम आणि पॅलेडियम सारख्या धातूंच्या पांगवण्यासाठी वाहक म्हणून देखील काम करू शकते. सेरियम डाय ऑक्साईड आधारित सामग्रीमध्ये बदल प्रामुख्याने संक्रमण धातू, दुर्मिळ अल्कली/अल्कली पृथ्वी धातू, दुर्मिळ पृथ्वी धातू आणि मौल्यवान धातू, ज्यात चांगली क्रियाकलाप आणि थर्मल स्थिरता आहे.

च्या अर्जसेरियम ऑक्साईडआणि संमिश्र उत्प्रेरक

1, सेरियाच्या वेगवेगळ्या मॉर्फोलॉजीजचा अनुप्रयोग

लॉरा एट अल. तीन प्रकारच्या सीरिया मॉर्फोलॉजी फेज डायग्रामचा निर्धार नोंदविला, जो अल्कली एकाग्रता आणि हायड्रोथर्मल उपचारांच्या तपमानाच्या परिणामाशी संबंधित अंतिमतेशी संबंधित आहेसीईओ 2नॅनोस्ट्रक्चर मॉर्फोलॉजी. परिणाम सूचित करतात की उत्प्रेरक क्रियाकलाप थेट सीई 3+/सीई 4+गुणोत्तर आणि पृष्ठभाग ऑक्सिजन रिक्ततेच्या एकाग्रतेशी संबंधित आहे. वेई इट अल. संश्लेषित तीन पीटी/सीईओ 2भिन्न वाहक मॉर्फोलॉजीजसह उत्प्रेरक (रॉड जसे (सीईओ 2-आर), क्यूबिक (सीईओ 2-सी), आणि अक्टेड्रल (सीईओ 2-ओ), जे विशेषतः सी 2 एच 4 च्या कमी-तापमान उत्प्रेरक ऑक्सिडेशनसाठी योग्य आहेत. बियान एट अल. ची मालिका तयार केलीसीईओ 2 नॅनोमेटेरियल्सरॉड-आकाराचे, क्यूबिक, ग्रॅन्युलर आणि ऑक्टेड्रल मॉर्फोलॉजीसह आणि असे आढळले की उत्प्रेरकांनी भरलेलेसीईओ 2 नॅनो पार्टिकल्स(5 एनआय/एनपीएस) इतर प्रकारांसह उत्प्रेरकांपेक्षा बरेच उच्च उत्प्रेरक क्रियाकलाप आणि चांगली स्थिरता प्रदर्शित केलीसीईओ 2समर्थन.

२. पाण्यात प्रदूषकांचे कॅटॅलिटिक र्‍हास

सेरियम ऑक्साईडनिवडलेल्या सेंद्रिय संयुगे काढून टाकण्यासाठी एक प्रभावी ओझोन ऑक्सिडेशन उत्प्रेरक म्हणून ओळखले गेले आहे. जिओ एट अल. असे आढळले की पीटी नॅनो पार्टिकल्स जवळ आहेतसीईओ 2उत्प्रेरक पृष्ठभागावर आणि मजबूत संवाद साधतात, ज्यामुळे ओझोन विघटन क्रियाकलाप सुधारतात आणि अधिक प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती तयार करतात, जे टोल्युइनच्या ऑक्सिडेशनमध्ये योगदान देतात. झांग लाने आणि इतरांनी डोप्ड तयार केलेसीईओ 2/Al2o3 उत्प्रेरक. डोप्ड मेटल ऑक्साईड्स सेंद्रिय संयुगे आणि ओ 3 दरम्यानच्या प्रतिक्रियेसाठी प्रतिक्रिया जागा प्रदान करतात, परिणामी उच्च उत्प्रेरक कार्यक्षमता उद्भवतेसीईओ 2/अल 2 ओ 3 आणि उत्प्रेरक पृष्ठभागावरील सक्रिय साइट्समध्ये वाढ

म्हणून, बर्‍याच अभ्यासांनी ते दर्शविले आहेसेरियम ऑक्साईडसंमिश्र उत्प्रेरक केवळ सांडपाण्यातील उत्प्रेरक ओझोन उपचारांच्या क्षेत्रात रीकॅलिस्ट्रंट सेंद्रिय सूक्ष्म प्रदूषकांचे अधोगती वाढवू शकत नाहीत, परंतु ओझोन उत्प्रेरक प्रक्रियेदरम्यान तयार झालेल्या ब्रोमेटवरही प्रतिबंधात्मक प्रभाव पडतो. ओझोन वॉटर ट्रीटमेंटमध्ये त्यांच्याकडे विस्तृत अनुप्रयोगांची शक्यता आहे.

3, अस्थिर सेंद्रिय संयुगे उत्प्रेरक अधोगती

सीईओ 2, एक सामान्य दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड म्हणून, उच्च ऑक्सिजन स्टोरेज क्षमतेमुळे मल्टीफेस कॅटॅलिसिसमध्ये अभ्यास केला गेला आहे.

वांग वगैरे. हायड्रोथर्मल पद्धतीचा वापर करून रॉड-आकाराच्या मॉर्फोलॉजी (सीई/एमएन मोलार रेशो 3: 7) सह सीई एमएन कंपोझिट ऑक्साईडचे संश्लेषण केले. एमएन आयन मध्ये डोप केले गेलेसीईओ 2सीई पुनर्स्थित करण्यासाठी फ्रेमवर्क, ज्यामुळे ऑक्सिजन रिक्त जागांची एकाग्रता वाढते. सीई 4+एमएन आयन बदलल्यामुळे, अधिक ऑक्सिजन रिक्त जागा तयार होतात, जे त्याच्या उच्च क्रियाकलापांचे कारण आहे. डू इट अल. रेडॉक्स पर्जन्यवृष्टी आणि हायड्रोथर्मल पद्धती एकत्रित करणारी नवीन पद्धत वापरुन संश्लेषित एमएन सीई ऑक्साईड उत्प्रेरक. त्यांना असे आढळले की मॅंगनीजचे प्रमाण आणिसेरियमउत्प्रेरकाच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली आणि त्याच्या कार्यक्षमतेवर आणि उत्प्रेरक क्रियाकलापांवर लक्षणीय परिणाम केला.सेरियममॅंगनीज मध्येसेरियम ऑक्साईडटोल्युइनच्या सोयीसाठी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते आणि टोल्युइनच्या ऑक्सिडेशनमध्ये मॅंगनीज महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. मॅंगनीज आणि सेरियममधील समन्वय उत्प्रेरक प्रतिक्रिया प्रक्रिया सुधारते.

4. फोटोकाटॅलिस्ट

सन इट अल. सीओ पर्जन्य पद्धतीचा वापर करून सीई पीआर एफई -0 @ सी यशस्वीरित्या तयार केले. विशिष्ट यंत्रणा अशी आहे की पीआर, एफई आणि सीची डोपिंग रक्कम फोटोकॅटॅलिटिक क्रियाकलापात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. पीआर, एफई आणि सी मध्ये योग्य रक्कम सादर करीत आहेसीईओ 2प्राप्त केलेल्या नमुन्यांची फोटोकॅटॅलिटिक कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते, कारण त्यात प्रदूषकांचे अधिक चांगले शोषण, दृश्यमान प्रकाशाचे अधिक प्रभावी शोषण, कार्बन बँडचे उच्च निर्मिती दर आणि अधिक ऑक्सिजन रिक्त जागा आहेत. च्या वर्धित फोटोकॅटॅलिटिक क्रियाकलापसीईओ 2-गनेसन एट अल यांनी तयार केलेले नॅनोकॉम्पोजिट्स गो. वर्धित पृष्ठभागाचे क्षेत्र, शोषण तीव्रता, अरुंद बँडगॅप आणि पृष्ठभागाच्या फोटोरस्पॉन्स इफेक्टचे श्रेय दिले जाते. लिऊ एट अल. असे आढळले की सीई/कूओ 4 कंपोझिट कॅटॅलिस्ट संभाव्य अनुप्रयोग मूल्यासह एक अत्यंत कार्यक्षम फोटोकाटॅलिस्ट आहे. पेट्रोव्हिक इट अल. तयारसीईओ 2सतत चालू इलेक्ट्रोडपोजिशन पद्धत वापरुन उत्प्रेरक आणि त्यांना नॉन थर्मल वातावरणीय दाब पल्सटिंग कोरोना प्लाझ्मासह सुधारित केले. प्लाझ्मा सुधारित आणि सुधारित साहित्य दोन्ही प्लाझ्मा आणि फोटोकॅटॅलिटिक डीग्रेडेशन प्रक्रियेत चांगली उत्प्रेरक क्षमता दर्शवितात.

निष्कर्ष

हा लेख संश्लेषण पद्धतींच्या प्रभावाचे पुनरावलोकन करतोसेरियम ऑक्साईडकण मॉर्फोलॉजीवर, पृष्ठभागाच्या गुणधर्म आणि उत्प्रेरक क्रियाकलापांवर मॉर्फोलॉजीची भूमिका तसेच समन्वयवादी प्रभाव आणि दरम्यान अनुप्रयोगसेरियम ऑक्साईडआणि डोपंट्स आणि कॅरियर. जरी सेरियम ऑक्साईड आधारित उत्प्रेरकांचा मोठ्या प्रमाणात अभ्यास केला गेला आहे आणि कॅटॅलिसिसच्या क्षेत्रात लागू केला गेला आहे आणि जल उपचारासारख्या पर्यावरणीय समस्यांचे निराकरण करण्यात महत्त्वपूर्ण प्रगती केली आहे, तरीही अद्याप अस्पष्ट अशा अनेक व्यावहारिक समस्या आहेत, जसेसेरियम ऑक्साईडमॉर्फोलॉजी आणि सेरियम समर्थित उत्प्रेरकांची लोडिंग यंत्रणा. उत्प्रेरकांच्या संश्लेषण पद्धतीवर पुढील संशोधन आवश्यक आहे, घटकांमधील समन्वयवादी प्रभाव वाढविणे आणि वेगवेगळ्या भारांच्या उत्प्रेरक यंत्रणेचा अभ्यास करणे.

जर्नल लेखक

शेंडोंग सिरेमिक्स 2023 अंक 2: 64-73

लेखक: झोउ बिन, वांग पेंग, मेंग फॅनपेंग इ.