Studie naar de synthese en aanpassingCeriumoxide nanomaterialen
De synthese vanceria nanomaterialenBevat neerslag, coprecipitatie, hydrothermische, mechanische synthese, verbrandingssynthese, sol -gel, micro -lotion en pyrolyse, waaronder de belangrijkste synthesemethoden neerslag en hydrothermisch zijn. Hydrothermische methode wordt beschouwd als de eenvoudigste, meest economische en additieve vrije methode. De belangrijkste uitdaging van de hydrothermische methode is om de morfologie op nanoschaal te regelen, die zorgvuldige aanpassing vereist om de kenmerken ervan te regelen.
De wijziging vanceriakan worden verbeterd door verschillende methoden: (1) Doping andere metaalionen met lagere prijzen of kleinere maten in het ceria -rooster. Deze methode kan niet alleen de prestaties van de betrokken metaaloxiden verbeteren, maar ook nieuwe stabiele materialen vormen met nieuwe fysische en chemische eigenschappen. (2) Disperse ceria of zijn gedoteerde analogen op geschikte dragermaterialen, zoals geactiveerde koolstof, grafeen, enz.CeriumoxideKan ook dienen als een drager voor het verspreiden van metalen zoals goud, platina en palladium. De aanpassing van op ceriumdioxide gebaseerde materialen maakt voornamelijk gebruik van overgangsmetalen, zeldzame alkali/alkali -aardmetalen, zeldzame aardmetalen en edelmetalen, die een betere activiteit en thermische stabiliteit hebben.
Toepassing vanCeriumoxideen samengestelde katalysatoren
1, de toepassing van verschillende morfologieën van ceria
Laura et al. rapporteerde de bepaling van drie soorten ceria -morfologie -fasediagrammen, die de effecten van alkali -concentratie en hydrothermische behandelingstemperatuur relateren aan de laatsteCEO2Nanostructuurmorfologie. De resultaten geven aan dat de katalytische activiteit direct gerelateerd is aan de CE3+/CE4+-verhouding en de concentratie van de oppervlakte -zuurstof vacatures. Wei et al. gesynthetiseerde drie Pt/CEO2Katalysatoren met verschillende dragermorfologieën (staafachtige (stangachtige (CEO2-R), kubiek (CEO2-C) en octaëdral (CEO2-O), die bijzonder geschikt zijn voor katalytische oxidatie van lage temperatuur van C2H4. Bian et al. bereid een reeks vanCEO2 nanomaterialenmet staafvormige, kubieke, korrelige en octaëdrische morfologie, en vond dat katalysatoren geladenCEO2 nanodeeltjes(5NI/NPS) vertoonde veel hogere katalytische activiteit en betere stabiliteit dan katalysatoren met andere vormen vanCEO2steun.
2. Katalytische afbraak van verontreinigende stoffen in water
Ceriumoxideis erkend als een effectieve ozonoxidatiekatalysator voor het verwijderen van geselecteerde organische verbindingen. Xiao et al. ontdekte dat PT -nanodeeltjes in nauw contact staan metCEO2op het katalysatoroppervlak en ondergaan sterke interacties, waardoor de ozon -ontledingsactiviteit wordt verbeterd en meer reactieve zuurstofsoorten wordt geproduceerd, die bijdragen aan de oxidatie van tolueen. Zhang Lanhe en anderen bereidden gedoteerdCEO2/Al2O3 katalysatoren. Gedopeerde metaaloxiden bieden een reactieruimte voor de reactie tussen organische verbindingen en O3, wat resulteert in een hogere katalytische prestaties vanCEO2/Al2o3 en een toename van actieve plaatsen op het katalysatoroppervlak
Daarom hebben veel studies aangetoondceriumoxideComposietkatalysatoren kunnen niet alleen de afbraak van recalcitrante organische micro -verontreinigende stoffen op het gebied van katalytische ozonbehandeling van afvalwater verbeteren, maar hebben ook remmende effecten op het bromaat geproduceerd tijdens het ozonkatalytische proces. Ze hebben brede aanvraagperspectieven bij de behandeling met ozonwater.
3, Katalytische afbraak van vluchtige organische verbindingen
CEO2, als een typisch zeldzaam aardoxide, is bestudeerd in meerfasenkatalyse vanwege de hoge zuurstofopslagcapaciteit.
Wang et al. Synthetized een Ce Mn-composietoxide met een staafvormige morfologie (CE/Mn molaire verhouding van 3: 7) met behulp van een hydrothermische methode. Mn -ionen werden gedoteerd in deCEO2Kader om CE te vervangen, waardoor de concentratie van zuurstofvacatures wordt verhoogd. Omdat CE4+wordt vervangen door MN -ionen, worden meer zuurstofvacatures gevormd, wat de reden is voor de hogere activiteit. Du et al. Gesynthetiseerde Mn CE -oxidekatalysatoren met behulp van een nieuwe methode die redox -neerslag en hydrothermische methoden combineert. Ze ontdekten dat de verhouding van mangaan enceriumspeelde een cruciale rol bij de vorming van de katalysator en beïnvloedde de prestaties en de katalytische activiteit aanzienlijk.Ceriumin mangaanceriumoxideSpeelt een cruciale rol in de adsorptie van tolueen, en is aangetoond dat mangaan een cruciale rol speelt bij de oxidatie van tolueen. De coördinatie tussen mangaan en cerium verbetert het katalytische reactieproces.
4. FOTOCATALYST
Sun et al. Met succes voorbereid CE PR FE-0 @ C met behulp van CO-neerslagmethode. Het specifieke mechanisme is dat de dopinghoeveelheid PR, Fe en C een belangrijke rol speelt bij fotokatalytische activiteit. Introductie van een passend bedrag van PR, Fe en C inCEO2Kan de fotokatalytische efficiëntie van het verkregen monster aanzienlijk verbeteren, omdat het een betere adsorptie van verontreinigende stoffen heeft, een effectievere absorptie van zichtbaar licht, hogere vormingssnelheid van koolstofbanden en meer zuurstofvacatures. De verbeterde fotokatalytische activiteit vanCEO2-Go nanocomposieten bereid door Ganesan et al. wordt toegeschreven aan verbeterde oppervlakte, absorptie -intensiteit, smalle bandgap en oppervlakte -fotoresponseffecten. Liu et al. bleek dat CE/COWO4 -composietkatalysator een zeer efficiënte fotokatalysator is met potentiële applicatiewaarde. Petrovic et al. voorbereidCEO2Katalysatoren met behulp van de elektrodepositie -methode van constante stroom en gemodificeerd met niet -thermische atmosferische druk pulserende corona plasma. Zowel plasma -gemodificeerde als niet -gemodificeerde materialen vertonen een goed katalytisch vermogen in zowel plasma- als fotokatalytische afbraakprocessen.
Conclusie
Dit artikel bespreekt de invloed van synthesemethoden vanceriumoxideOver deeltjesmorfologie, de rol van morfologie op oppervlakte -eigenschappen en katalytische activiteit, evenals het synergetische effect en de toepassing tussenceriumoxideen doteermiddelen en dragers. Hoewel katalysatoren op basis van ceriumoxide op grote schaal zijn bestudeerd en toegepast op het gebied van katalyse, en aanzienlijke vooruitgang hebben geboekt bij het oplossen van milieuproblemen zoals waterbehandeling, zijn er nog steeds veel praktische problemen, zoals onduidelijkceriumoxideMorfologie en laadmechanisme van cerium ondersteunde katalysatoren. Verder onderzoek is nodig naar de synthesemethode van katalysatoren, het verbeteren van het synergetische effect tussen componenten en het bestuderen van het katalytische mechanisme van verschillende belastingen.
Journal Auteur
Shandong Ceramics 2023 Uitgave 2: 64-73
Auteurs: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, enz
Posttijd: 29-2023