Studim mbi sintezën dhe modifikiminNanomaterialet e oksidit të ceriumit
Sinteza enanomaterialet ceriapërfshin reshjet, bashkëprecipitimin, hidrotermale, sintezën mekanike, sintezën e djegies, sol xhel, mikrolosionin dhe pirolizën, ndër të cilat metodat kryesore të sintezës janë reshjet dhe hidrotermale.Metoda hidrotermale konsiderohet metoda më e thjeshtë, më ekonomike dhe pa shtesa.Sfida kryesore e metodës hidrotermale është kontrolli i morfologjisë në shkallë nano, e cila kërkon rregullim të kujdesshëm për të kontrolluar karakteristikat e saj.
Modifikimi iceriamund të përmirësohet nëpërmjet disa metodave: (1) dopingu i joneve të tjera metalike me çmime më të ulëta ose madhësi më të vogla në rrjetën ceria.Kjo metodë jo vetëm që mund të përmirësojë performancën e oksideve të metaleve të përfshira, por gjithashtu të formojë materiale të reja të qëndrueshme me veti të reja fizike dhe kimike.(2) Shpërndani ceria ose analogët e saj të dopuar në materiale mbartëse të përshtatshme, si karboni i aktivizuar, grafeni, etj.Oksidi i ceriumitmund të shërbejë gjithashtu si një bartës për shpërndarjen e metaleve si ari, platini dhe paladiumi.Modifikimi i materialeve me bazë dioksidi të ceriumit përdor kryesisht metale në tranzicion, metale të rralla alkali/tokë alkali, metale të rralla të tokës dhe metale të çmuara, të cilat kanë aktivitet më të mirë dhe stabilitet termik.
Aplikimi iOksidi i ceriumitdhe katalizatorë të përbërë
1, Aplikimi i morfologjive të ndryshme të ceria
Laura etj.raportoi përcaktimin e tre llojeve të diagrameve të fazës morfologjike të cerisë, të cilat lidhin efektet e përqendrimit të alkalit dhe temperaturës së trajtimit hidrotermik me atë përfundimtar.CeO2morfologjia e nanostrukturës.Rezultatet tregojnë se aktiviteti katalitik lidhet drejtpërdrejt me raportin Ce3+/Ce4+ dhe përqendrimin e hapësirës së lirë të oksigjenit në sipërfaqe.Wei et al.sintetizoi tre Pt/CeO2katalizatorë me morfologji të ndryshme mbartëse (si shufra (CeO2-R), kub (CeO2-C), dhe oktaedral (CeO2-O), të cilat janë veçanërisht të përshtatshme për oksidimin katalitik në temperaturë të ulët të C2H4.Bian et al.përgatiti një seri tëNanomaterialet CeO2me morfologji në formë shufre, kubike, kokrrizore dhe tetëedrale, dhe zbuloi se katalizatorët e ngarkuar nëNanogrimcat CeO2(5Ni/NP) shfaqën aktivitet shumë më të lartë katalitik dhe stabilitet më të mirë se katalizatorët me forma të tjera tëCeO2mbështetje.
2.Degradimi katalitik i ndotësve në ujë
Oksidi i ceriumitështë njohur si një katalizator efektiv i oksidimit të ozonit për heqjen e përbërjeve organike të zgjedhura.Xiao etj.zbuloi se nanogrimcat Pt janë në kontakt të ngushtë meCeO2në sipërfaqen e katalizatorit dhe i nënshtrohen ndërveprimeve të forta, duke përmirësuar kështu aktivitetin e dekompozimit të ozonit dhe duke prodhuar më shumë specie reaktive oksigjeni, të cilat kontribuojnë në oksidimin e toluenit.Zhang Lanhe dhe të tjerë përgatiteshin të dopuarCeO2Katalizatorë /Al2O3.Oksidet e metaleve të dopuara sigurojnë një hapësirë reagimi për reaksionin midis përbërjeve organike dhe O3, duke rezultuar në performancë më të lartë katalitike tëCeO2/Al2O3 dhe një rritje në vendet aktive në sipërfaqen e katalizatorit
Prandaj, shumë studime kanë treguar seoksid ceriumiKatalizatorët e përbërë jo vetëm që mund të rrisin degradimin e mikro-ndotësve organikë rezistent në fushën e trajtimit katalitik të ozonit të ujërave të zeza, por gjithashtu kanë efekte frenuese në bromatin e prodhuar gjatë procesit katalitik të ozonit.Ato kanë perspektiva të gjera aplikimi në trajtimin e ujit të ozonit.
3,Degradimi katalitik i komponimeve organike të paqëndrueshme
CeO2, si një oksid tipik i tokës së rrallë, është studiuar në katalizën shumëfazore për shkak të kapacitetit të tij të lartë të ruajtjes së oksigjenit.
Wang et al.sintetizoi një oksid kompozit Ce Mn me morfologji në formë shufre (raporti molar Ce/Mn 3:7) duke përdorur një metodë hidrotermale.Jonet e Mn u dopuan nëCeO2kornizë për të zëvendësuar Ce, duke rritur kështu përqendrimin e vakancave të oksigjenit.Me zëvendësimin e Ce4+ nga jonet Mn, krijohen më shumë vende të lira oksigjeni, gjë që është arsyeja e aktivitetit më të lartë të tij.Du et al.katalizatorë të oksidit të Mn Ce të sintetizuara duke përdorur një metodë të re që kombinon reshjet redoks dhe metodat hidrotermale.Ata zbuluan se raporti i manganit dheceriumluajti një rol vendimtar në formimin e katalizatorit dhe ndikoi ndjeshëm në performancën dhe aktivitetin katalitik të tij.Ceriumnë manganoksid ceriumiluan një rol vendimtar në përthithjen e toluenit dhe mangani është treguar se luan një rol vendimtar në oksidimin e toluenit.Koordinimi midis manganit dhe ceriumit përmirëson procesin e reaksionit katalitik.
4.Fotokatalizator
Sun et al.përgatitur me sukses Ce Pr Fe-0 @ C duke përdorur metodën e bashkëreshjeve.Mekanizmi specifik është se sasia e dopingut të Pr, Fe dhe C luan një rol të rëndësishëm në aktivitetin fotokatalitik.Futja e një sasie të përshtatshme të Pr, Fe dhe C nëCeO2mund të përmirësojë në masë të madhe efikasitetin fotokatalitik të kampionit të marrë, sepse ka përthithje më të mirë të ndotësve, absorbim më efektiv të dritës së dukshme, shkallë më të lartë të formimit të brezave të karbonit dhe më shumë vende të lira oksigjeni.Aktiviteti i zgjeruar fotokatalitik iCeO2-Nanokompozitet GO të përgatitura nga Ganesan et al.i atribuohet zonës së zgjeruar të sipërfaqes, intensitetit të përthithjes, hapësirës së ngushtë të brezit dhe efekteve të reagimit fotografik të sipërfaqes.Liu et al.zbuloi se katalizatori i përbërë Ce/CoWO4 është një fotokatalizator shumë efikas me vlerë të mundshme aplikimi.Petrovic etj.përgatiturCeO2katalizatorë duke përdorur metodën e elektrodepozitimit me rrymë konstante dhe i modifikuan me plazmë të koronës pulsuese me presion jo termik atmosferik.Të dy materialet e modifikuara dhe të pamodifikuara në plazmë shfaqin aftësi të mira katalitike si në proceset e degradimit të plazmës ashtu edhe në ato fotokatalitike.
konkluzioni
Ky artikull shqyrton ndikimin e metodave të sintezës sëoksid ceriumimbi morfologjinë e grimcave, rolin e morfologjisë në vetitë e sipërfaqes dhe aktivitetin katalitik, si dhe efektin sinergjik dhe aplikimin ndërmjetoksid ceriumidhe dopantët dhe transportuesit.Edhe pse katalizatorët me bazë oksidi cerium janë studiuar dhe aplikuar gjerësisht në fushën e katalizës dhe kanë bërë përparim të konsiderueshëm në zgjidhjen e problemeve mjedisore si trajtimi i ujit, ka ende shumë probleme praktike, të tilla si të paqartaoksid ceriumimorfologjia dhe mekanizmi i ngarkimit të katalizatorëve me cerium.Nevojiten kërkime të mëtejshme mbi metodën e sintezës së katalizatorëve, duke rritur efektin sinergjik midis komponentëve dhe duke studiuar mekanizmin katalitik të ngarkesave të ndryshme.
Autori i revistës
Shandong Ceramics 2023 Issue 2: 64-73
Autorë: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etj
Koha e postimit: Nëntor-29-2023