Studiu de sinteza si modificareNanomateriale de oxid de ceriu
Sinteza denanomateriale ceriainclude precipitarea, coprecipitarea, hidrotermală, sinteza mecanică, sinteza arderii, sol gel, microloțiunea și piroliza, printre care principalele metode de sinteză sunt precipitarea și hidrotermală.Metoda hidrotermală este considerată cea mai simplă, mai economică și fără aditivi.Principala provocare a metodei hidrotermale este de a controla morfologia la scară nanometrică, care necesită o ajustare atentă pentru a-i controla caracteristicile.
Modificarea luiceriapoate fi îmbunătățită prin mai multe metode: (1) dopajul altor ioni metalici cu prețuri mai mici sau dimensiuni mai mici în rețeaua ceria.Această metodă nu numai că poate îmbunătăți performanța oxizilor metalici implicați, ci și poate forma noi materiale stabile cu noi proprietăți fizice și chimice.(2) Dispersați ceria sau analogii săi dopați pe materiale purtătoare adecvate, cum ar fi cărbune activ, grafen etc.Oxid de ceriupoate servi și ca purtător pentru dispersarea metalelor precum aurul, platina și paladiu.Modificarea materialelor pe bază de dioxid de ceriu utilizează în principal metale de tranziție, metale rare alcaline/alcalino-pământoase, metale pământoase rare și metale prețioase, care au o activitate și o stabilitate termică mai bune.
AplicareaOxid de ceriuși catalizatori compoziți
1, Aplicarea diferitelor morfologii ale cerii
Laura și colab.a raportat determinarea a trei tipuri de diagrame de fază a morfologiei cerii, care raportează efectele concentrației alcaline și ale temperaturii de tratare hidrotermală la finalulCeO2morfologia nanostructurii.Rezultatele indică faptul că activitatea catalitică este direct legată de raportul Ce3+/Ce4+ și de concentrația de oxigen de suprafață liber.Wei și colab.sintetizat trei Pt/CeO2catalizatori cu morfologii diferite de purtător (ca tijă (CeO2-R), cubic (CeO2-C) și octaedric (CeO2-O), care sunt potrivite în special pentru oxidarea catalitică la temperatură joasă a C2H4.Bian şi colab.a pregătit o serie denanomateriale CeO2cu morfologie în formă de tijă, cubică, granulară și octaedrică și a constatat că catalizatorii au încărcatnanoparticule de CeO2(5Ni/NPs) au prezentat o activitate catalitică mult mai mare și o stabilitate mai bună decât catalizatorii cu alte forme deCeO2a sustine.
2.Degradarea catalitică a poluanților din apă
Oxid de ceriua fost recunoscut ca un catalizator eficient de oxidare a ozonului pentru îndepărtarea compușilor organici selectați.Xiao și colab.a constatat că nanoparticulele de Pt sunt în contact strâns cuCeO2pe suprafața catalizatorului și suferă interacțiuni puternice, îmbunătățind astfel activitatea de descompunere a ozonului și producând specii de oxigen mai reactive, care contribuie la oxidarea toluenului.Zhang Lanhe și alții s-au pregătit dopațiCeO2catalizatori /Al2O3.Oxizii metalici dopați oferă un spațiu de reacție pentru reacția dintre compușii organici și O3, rezultând o performanță catalitică mai mare aCeO2/Al2O3 și o creștere a situsurilor active pe suprafața catalizatorului
Prin urmare, multe studii au arătat căoxid de ceriucatalizatorii compoziți nu numai că pot spori degradarea micropoluanților organici recalcitranți în domeniul tratării catalitice cu ozon a apelor uzate, dar au și efecte inhibitoare asupra bromatului produs în timpul procesului catalitic cu ozon.Au perspective largi de aplicare în tratarea apei cu ozon.
3, degradarea catalitică a compușilor organici volatili
CeO2, ca un oxid tipic de pământuri rare, a fost studiat în cataliză multifazică datorită capacității sale mari de stocare a oxigenului.
Wang şi colab.a sintetizat un oxid compozit Ce Mn cu morfologie în formă de tijă (raport molar Ce/Mn de 3:7) folosind o metodă hidrotermală.Ionii de Mn au fost dopați înCeO2cadru pentru a înlocui Ce, crescând astfel concentrația de oxigen liber.Pe măsură ce Ce4+ este înlocuit cu ioni de Mn, se formează mai multe locuri libere de oxigen, ceea ce este motivul activității sale mai mari.Du şi colab.a sintetizat catalizatori de oxid de Mn Ce folosind o nouă metodă care combină precipitarea redox și metodele hidrotermale.Ei au descoperit că raportul de mangan șiceriua jucat un rol crucial în formarea catalizatorului și a afectat semnificativ performanța și activitatea catalitică a acestuia.ceriuîn manganoxid de ceriujoacă un rol crucial în adsorbția toluenului, iar manganul s-a dovedit că joacă un rol crucial în oxidarea toluenului.Coordonarea dintre mangan și ceriu îmbunătățește procesul de reacție catalitică.
4.Focatalizator
Sun și colab.a preparat cu succes Ce Pr Fe-0 @ C folosind metoda co-precipitării.Mecanismul specific este că cantitatea de dopaj de Pr, Fe și C joacă un rol important în activitatea fotocatalitică.Introducerea unei cantități adecvate de Pr, Fe și C înCeO2poate îmbunătăți foarte mult eficiența fotocatalitică a probei obținute, deoarece are o mai bună absorbție a poluanților, o absorbție mai eficientă a luminii vizibile, o rată mai mare de formare a benzilor de carbon și mai multe locuri libere de oxigen.Activitatea fotocatalitică îmbunătățită aCeO2-Nanocompozite GO preparate de Ganesan et al.este atribuită suprafeței îmbunătățite, intensității absorbției, benzii interzise înguste și efectelor de fotorăspuns la suprafață.Liu și colab.a constatat că catalizatorul compozit Ce/CoWO4 este un fotocatalizator extrem de eficient cu valoare de aplicare potențială.Petrovic și colab.pregătitCeO2catalizatori folosind metoda de electrodepunere cu curent constant și i-au modificat cu plasmă corona pulsată la presiune atmosferică non-termică.Atât materialele modificate cu plasmă, cât și cele nemodificate prezintă o bună capacitate catalitică atât în procesele de degradare cu plasmă, cât și în cele fotocatalitice.
Concluzie
Acest articol analizează influența metodelor de sinteză aoxid de ceriuasupra morfologiei particulelor, rolul morfologiei asupra proprietăților suprafeței și activității catalitice, precum și efectul sinergic și aplicarea dintreoxid de ceriuși dopanți și purtători.Deși catalizatorii pe bază de oxid de ceriu au fost studiați și aplicați pe scară largă în domeniul catalizei și au făcut progrese semnificative în rezolvarea problemelor de mediu, cum ar fi tratarea apei, există încă multe probleme practice, cum ar fi neclare.oxid de ceriumorfologia și mecanismul de încărcare a catalizatorilor suportați de ceriu.Sunt necesare cercetări suplimentare asupra metodei de sinteză a catalizatorilor, sporind efectul sinergic între componente și studiind mecanismul catalitic al diferitelor sarcini.
Autor al revistei
Shandong Ceramics 2023 Numărul 2: 64-73
Autori: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng etc
Ora postării: 29-nov-2023