ЦЕО2је важна компонента ретких земљаних материјала. ТхеРетки елемент Земље церијумИма јединствену спољну електронску структуру - 4Ф15Д16С2. Његов специјални 4Ф слој може ефикасно да складишти и ослобађа електроне, чинећи јониријумске јоне понашају се у држави + 3 валентна и + 4 стање валенције. Стога, директор ЦЕО2 имају више рупа за кисеоник и имају одличну способност да се складиште и ослобађа кисеоник. Међусобна конверзија ЦЕ (иии) и ЦЕ (ив) такође делује и извршни директор са јединственим каталитичким могућностима смањења оксидације. У поређењу са расутим материјалима, извршни директор Наноа2, као нова врста неорганског материјала, примила је широку пажњу услед своје високе површине, одлично складиштење кисеоника и способност отпуштања кисеоника, раширености кисеоника и на раду и високе температуре брзих способности широког раду и високе температуре и високе температуре брзих дифузијских способности дифузије. Тренутно је велики број истраживачких извештаја и сродних апликација користећи Нано ЦЕО2 као катализаторе, превозници катализатора или адитивама, активним компонентама и адсорбентима.
1. Метода припреме нанометрацеријум оксид
Тренутно, заједничка метода припреме за Нано Цериа углавном укључују хемијску методу и физичку методу. Према различитим хемијским методама, хемијске методе се могу поделити на методу падавина, хидротермална метода, солвотермалну методу, сол гел методу, методу микроемулзије и методу електродепозиције; Физичка метода је углавном метода брушења.
1.1 Метода млевења
Метода брушења за припрему Нано Цериа углавном користи брушење песка, која има предности ниске цене, љубазност на животну средину, брзину брзе обраде и снажне могућности прераде. Тренутно је најважнија метода обраде у индустрији Нано Цериа. На пример, припрема праха за полирање нано церијум-оксида углавном доноси комбинацију калцинације и брушења песка, а сировине катализатора денитрације на базирању церима такође се мешају за претходно лечење или третирано након калцинације помоћу брушења песка. Користећи различите величине честица, коефицијенти песка бруснице, нано Цериа са Д50 у распону од десетина на стотине нанометара може се добити прилагођавањем.
1.2 Метода падавина
Метода падавина односи се на поступак припреме чврсте праха по пасаћима, раздвајању, прању, сушењу и калцинирању сировина растворених у одговарајућим растварачима. Метода падавина се широко користи у припреми ретке земље и допед наноматеријала, са предностима као што су једноставан процес припреме, висока ефикасност и ниска цена. То је уобичајена метода за припрему Нано Цериа и њеног композитних материјала у индустрији. Ова метода може припремити нано Цериа са различитом морфологијом и величином честица променом температуре падавина, концентрације материјала, пХ вредности, брзине падавина, брзине погона, брзине мешања, шаблона итд. Заједничке методе се ослањају на прекомпозицију наносее које генерирају и преграда нано цериа микросфере. Алтернативно, иониријумске јоне могу се истапити од хидролизе натријум цитрата, а затим инкубирати и калцитирати се да припреми пахуљица попут микросфера нано Цериа.
1.3 Хидротермалне и солвотермалне методе
Ове двије методе односе се на поступак припреме производа високим температурама и реакцијом високог притиска на критичној температури у затвореном систему. Када је реакциони растварач вода, то се назива хидротермална метода. Према томе, када је реакциони растварач органско растварач, то се назива солвотермална метода. Синтетизоване нано честице имају високу чистоћу, добру дисперзију и уједначене честице, посебно нано прашкове са различитим морфологијама или изложеним посебним кристалним лицима. Отопити церијум хлорид у дестилованој води, промешајте и додајте раствор натријум хидроксида. Реагира хидротермал на 170 ° Ц током 12 сати за припрему оперативног оксида нанорода са изложеним (111) и (110) кристалним авионима. Подешавањем реакционих услова, удео (110) кристалних авиона у изложеним кристалним авионима може се повећати, даљње унапређење њихове каталитичке активности. Подешавање реакционог растварача и површинских лиганди такође могу произвести и честице Нано Цериа са посебном хидрофилизацијом или липофилизацијом. На пример, додавање ацетатних јона на водену фазу може припремити монодисперзи хидрофилни кисид наночестица у води. Одабиром неполарног растварача и увођење олеинске киселине као лиганда током реакције, монодисперсе липофилна церија наночестице могу се припремити у непарним органским растварачима. (Види слику 1)
Слика 1 Једнодисперсе сферна нано Цериа и нано Цериа у облику шипке
1.4 Сол гел метода
Сол гел метода је метода која користи неке или неколико једињења као и прекурсоре, спроводи хемијске реакције као што су хидролиза у фази течности да формира сол, а затим формира гел након старења и коначно се и калцинара и калцина и калцинара. Ова метода је посебно погодна за припрему високо дисперговане мултикомпонентне композитне наноматеријале, попут церилијум-титанијум, церијум-титанијум и други композитни нано оксиди, који су пријављени у многим извештајима.
1.5 Остале методе
Поред горе наведених метода, постоји и метода микро лосион, метода микроталасне синтезе, метода електродепозиције, метода сагоревања плазма пласма, метода електролизе ион-размене мембране и многе друге методе. Ове методе имају велики значај за истраживање и наношење Нано Цериа.
Примена 2-нанометралног оперативног оксида у води
КЕРИУМ је најобичнији елемент међу ретким елементима Земље, са ниским ценама и широким апликацијама. Нанометер Цериа и њени композити привукли су велику пажњу у области третмана воде због своје високе специфичне површине, високе каталитичке активности и одличну структурну стабилност.
2.1 ПрименаНано церијум оксиду пречишћавању воде методом адсорпције
Последњих година, са развојем индустрија као што су индустрија електронике, испуштена је велика количина отпадних вода која садржи загађиваче попут тешких металних јона и флуоринских јона. Чак и на концентрацијама у траговима, може проузроковати значајну штету воденим организмима и људском животном окружењу. Обично коришћене методе укључују оксидацију, флотацију, обрнуту осмозу, адсорпцију, нанофилтрацију, биосоровост итд. Међу њима се често усваја међу њима, а адсорпција технологија је често усвајала због свог једноставног рада, ниске трошкове и велике ефикасности третмана. Нано ЦЕО2 Материјали имају високу специфичну површину и високу површину као адсорбенсе, а било је много извештаја о синтези порозног НАНО ЦЕО2 и његових композитних материјала са различитим морфологијама за адсорбологију и уклањају штетне јоне из воде.
Истраживање је показало да Нано Цериа има снажан капацитет адсорпције за воду под слабим киселим условима. У раствору са почетном концентрацијом Ф - од 100 мг / Л и пХ = 5-6, адсорпциони капацитет за Ф - је 23 мг / г, а стопа уклањања Ф - је 85,6%. Након што га је учитао на бал за смоле од полиакрилне киселине (утоваривање: 0,25 г / г), способност уклањања Ф - може достићи преко 99% када лечи једнаку запремину од 100 мг / л ф-воденог раствора; Приликом обраде 120 пута већа од запремине, више од 90% Ф - може се уклонити. Када се користи на адсорб фосфат и јодате, адсорпциони капацитет може достићи преко 100 мг / г под одговарајућим оптималним државним адсорпцијом. Коришћени материјал се може поново користити након једноставног лечења за десорпцију и неутрализацију, што има високе економске користи.
Много је студија о адсорпцији и лечењу отровних тешких метала као што су арсен, хром, кадмијум и олово користећи Нано Цериа и његове композитне материјале. Оптимална адсорпција пХ варира за тешке металне јоне са различитим државама валенције. На пример, слаб алкално стање са неутралним пристраном има најбољу адсорпментну државу за (иии), док се оптимално адсорпција адсорпција за то што је (В) постиже у слабим киселим условима, где адсорпциони капацитет може достићи преко 110 мг / г под оба обе услове. Све у свему, оптимизована синтеза Нано Цериа и њени композитни материјал може постићи високу послове адсорпције и уклањање за различите јоне за тешке метале у широком распону пХ-а.
С друге стране, наноматеријали засновани на косилимидама, такође имају изванредне перформансе у адсорпју органику у отпадним водама, као што су киселина наранча, родамин Б, ЦРГО, на пример, у постојећим пријављеним случајевима, нано Цериа Порозне сфере припремиле су високу адсорптивну капацитету у уклањању органских боја, посебно у уклањању конго-а, посебно у уклањању конго-а, посебно у уклањању конго-а, посебно у уклањању конго-а. 60 минута.
2.2 Примена Нано Цериа у напредном процесу оксидације
Предлаже се напредни процес оксидације (АОПС за кратко) да би се побољшао постојећи систем безводног пречишћавања. Напредни процес оксидације, познат и као дубока оксидациона технологија, карактерише производња хидроксилних радикала (· Ох), супероксид радикала (· О2 -), синглет кисеоник итд. Са снажном оксидационом способношћу. Under the reaction conditions of high temperature and pressure, electricity, sound, light irradiation, catalyst, etc. According to the different ways of generating free radicals and reaction conditions, they can be divided into photochemical oxidation, catalytic wet oxidation, sonochemistry oxidation, ozone oxidation, electrochemical oxidation, Fenton oxidation, etc. (see Figure 2).
Слика 2 Класификација и технологија Комбинација напредног процеса оксидације
Нано Цериаје хетерогени катализатор који се обично користи у напредном процесу оксидације. Због брзе конверзије између ЦЕ3 + и ЦЕ4 + и брзе ефекат смањења оксидације доведено у апсорпцију и ослобађање кисеоника, нано Цериа има добру каталитичку способност. Када се користи као промотор катализатора, такође може ефикасно побољшати каталитичку способност и стабилност. Када се нано Цериа и њени композитни материјали користе као катализатори, каталитичка својства увелико се разликују са морфологијом, величином честица и изложених кристалних авиона, што су кључни фактори који утичу на њихове перформансе и примену. Обично се верује да су мање честице и веће специфична површина, то више одговарајуће активно место и јачи каталитичка способност. Каталитичка способност изложене кристалне површине, од јаких до слабих, је редоследом (100) кристално-површине> (110) кристално-површине> (111) кристално-кристалној површини, а одговарајућа стабилност је супротна.
Корријум оксид је полуводички материјал. Када се наноменометни кисид зрачили фотони са енергијом вишим од јаз-јазака, електрични енергијом валенције су узбуђени и долази до понашања транзиције рекомбинације. Ово понашање ће промовисати стопу конверзије ЦЕ3 + и ЦЕ4 +, што је резултирало снажном фотокаталитичном активношћу Нано Цериа. Фотокатализа може постићи директну деградацију органске материје без секундарног загађења, па је њена примена најчишћенија технологија у области Нано Цериа у АОП-у. Тренутно је главни фокус на каталитичком разградизацији АЗО боја, фенола, хлоробензена и фармацеутске отпадне воде користећи катализаторе са различитим морфологијама и композитним композицијама. Према извештају, под оптимизованом методом синтезе катализатора и каталитичким условима модела, капацитет разградње ових супстанци углавном може достићи више од 80%, а капацитет укидања укупног органског угљеника (ТОЦ) може достићи више од 40%.
Нано кисид оксида катализа за деградацију органских загађивача као што су озон и водоник пероксид је још једна широко проучавана технологија. Слично као и фотокатализу, такође се фокусира на способност Нано Цериа са различитим морфологијама или кристалним авионима и различитих композитних каталитичких оксиданата на бази ценима за оксидацију и деградирање органских загађивача. У таквим реакцијама катализатори могу да катализују генерацију великог броја активних радикала од озонског или водоник пероксида, који нападају органске загађиваче и постижу ефикасније оксидативне могућности деградације. Због увођења оксиданата у реакцији, способност уклањања органских једињења је увелико побољшана. У већини реакција, коначна стопа уклањања циљне супстанце може доћи или приступити 100%, а стопа уклањања ТОЦ-а је такође већа.
У методи електрокоталитичке напредне оксидације, својства анодног материјала са високим еволуцијом кисеоника оверпотенцијално одређују селективност методе електрокоталитичке напредне оксидације за лечење органских загађивача. Катодни материјал је важан фактор који одређује производњу Х2О2, а производња Х2О2 утврђује ефикасност електрокоталитичког метода напредне оксидације за лечење органских загађивача. Проучавање модификације електрода који користи Нано Цериа примио је широку пажњу и на домаћем и међународном нивоу. Истраживачи углавном уводе нано кисид и његове композитне материјале кроз различите хемијске методе како би се модификовали различите електронске материјале, побољшавају своју електрохемијску активност, а на тај начин повећавају електрокоталитичку активност и коначну стопу уклањања.
Микроталасна пећница и ултразвук су често важне помоћне мере за горе наведене каталитичке моделе. Узми ултразвучну помоћ као пример, користећи вибрационе звучне таласе са фреквенцијама већим од 25КХз у секунди, милиони екстремно малим мехурићима се генеришу у раствору формулисано са посебно дизајнираним средством за чишћење. Ови мали мехурићи, током брзог компресије и ширења, непрестано производе имплозију мехурића, омогућавајући материјалима да брзо размењују и дифузне на површини катализатора, често експоненцијално побољшавајући каталитичку ефикасност.
3 Закључак
Нано Цериа и њени композитни материјали могу ефикасно третирати јоне и органске загађиваче у води и имати важан потенцијал примене у будућим пољима за пречишћавање воде. Међутим, већина истраживања је и даље у лабораторијској фази и да би се постигла брза примјена у пречишћавању воде у будућности, следећа питања и даље морају бити хитно адресиране:
(1) Релативно високи трошкови припрема наноЦЕО2На основу материјала заснованих на основу огромне већине њихових апликација у третману воде, који су и даље у фази лабораторијске истраживања. Истраживање нискобуџетних, једноставних и ефикасних метода припреме које могу регулисати морфологију и величину материјала на основу НАНО ЦЕО2 и даље је фокус истраживања.
(2) Због мале величине честица материјала заснованих на НАНО ЦЕО2, питања рециклирања и регенерације након употребе су такође важни фактори који ограничавају њихову примену. Композит од њега са сусинским материјалима или магнетним материјалима биће кључни истраживачки смер за своју технологију припрема и рециклирања материјала.
(3) Развој заједничког процеса између материјала за пречишћавање воде Нано ЦЕО2 и технологија традиционалне канализације у великој мери ће промовисати примену Нано ЦЕО2 материјалне каталитичке технологије на основу воденог пречишћавања у области третмана воде.
(4) Још увек постоји ограничена истраживања о токсичности материјала на основу НАНО ЦЕО2, а њихово понашање у животној средини и механизам токсичности у системима за пречишћавање воде није одређено још увек није одређено. Стварни поступак третмана канализације често укључује суживот вишеструких загађивача, а коегзистирање загађивача ће међусобно комуницирати, чиме се мењају површинске карактеристике и потенцијалну токсичност наноматеријала. Због тога постоји хитна потреба за спровођењем више истраживања о повезаним аспектима.
Вријеме поште: мај-22-2023