Nghiên cứu về tổng hợp và sửa đổiVật liệu nano oxit cerium
Sự tổng hợp củaVật liệu nano ceriaBao gồm kết tủa, coprecipitation, thủy nhiệt, tổng hợp cơ học, tổng hợp đốt, gel sol, kem dưỡng da vi mô và nhiệt phân, trong đó các phương pháp tổng hợp chính là kết tủa và thủy nhiệt. Phương pháp thủy nhiệt được coi là phương pháp miễn phí đơn giản nhất, kinh tế nhất và phụ gia. Thách thức chính của phương pháp thủy nhiệt là kiểm soát hình thái nano, đòi hỏi phải điều chỉnh cẩn thận để kiểm soát các đặc điểm của nó.
Sự sửa đổi củaceriacó thể được tăng cường thông qua một số phương pháp: (1) pha tạp các ion kim loại khác với giá thấp hơn hoặc kích thước nhỏ hơn trong mạng ceria. Phương pháp này không chỉ có thể cải thiện hiệu suất của các oxit kim loại có liên quan, mà còn tạo thành các vật liệu ổn định mới với tính chất vật lý và hóa học mới. (2) Phân tán ceria hoặc các chất tương tự pha tạp của nó trên các vật liệu sóng mang thích hợp, chẳng hạn như carbon hoạt hóa, graphene, v.v.Oxit ceriumCũng có thể phục vụ như một chất mang để phân tán các kim loại như vàng, bạch kim và palladi. Việc sửa đổi vật liệu dựa trên cerium dioxide chủ yếu sử dụng kim loại chuyển tiếp, kim loại kiềm/kiềm hiếm, kim loại đất hiếm và kim loại quý, có hoạt động tốt hơn và độ ổn định nhiệt.
Áp dụngOxit ceriumvà chất xúc tác tổng hợp
1, Ứng dụng các hình thái khác nhau của Ceria
Laura et al. báo cáo việc xác định ba loại sơ đồ pha hình thái ceria, liên quan đến ảnh hưởng của nồng độ kiềm và nhiệt độ điều trị thủy nhiệt đến lần cuối cùngCEO2Hình thái cấu trúc nano. Kết quả chỉ ra rằng hoạt động xúc tác có liên quan trực tiếp đến tỷ lệ CE3+/CE4+và nồng độ trống oxy bề mặt. Wei et al. tổng hợp ba pt/CEO2các chất xúc tác với các hình thái sóng mang khác nhau (thích que (CEO2-R), khối (CEO2-C) và bát diện (CEO2-O), đặc biệt phù hợp cho quá trình oxy hóa xúc tác nhiệt độ thấp của C2H4. Bian et al. chuẩn bị một loạt cácVật liệu nano CEO2với hình thái hình que, hình khối, hạt và bát diện, và thấy rằng các chất xúc tác được tải lênCEO2 Nanoparticles(5NI/NP) thể hiện hoạt động xúc tác cao hơn nhiều và độ ổn định tốt hơn so với các chất xúc tác với các dạng khác củaCEO2ủng hộ.
2. Sự suy giảm của các chất ô nhiễm trong nước
Oxit ceriumđã được công nhận là chất xúc tác oxy hóa ozone hiệu quả để loại bỏ các hợp chất hữu cơ được chọn. Xiao et al. nhận thấy rằng các hạt nano PT tiếp xúc gần gũi vớiCEO2Trên bề mặt chất xúc tác và trải qua các tương tác mạnh mẽ, do đó cải thiện hoạt động phân hủy ozone và tạo ra các loại oxy phản ứng nhiều hơn, góp phần vào quá trình oxy hóa toluene. Zhang Lanhe và những người khác đã chuẩn bị pha tạpCEO2/Al2o3 chất xúc tác. Các oxit kim loại pha tạp cung cấp một không gian phản ứng cho phản ứng giữa các hợp chất hữu cơ và O3, dẫn đến hiệu suất xúc tác cao hơn củaCEO2/AL2O3 và sự gia tăng các vị trí hoạt động trên bề mặt chất xúc tác
Do đó, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằngoxit ceriumCác chất xúc tác tổng hợp không chỉ có thể tăng cường sự suy giảm của các chất gây ô nhiễm vi mô hữu cơ trong lĩnh vực xử lý ozone xúc tác của nước thải, mà còn có tác dụng ức chế bromate được tạo ra trong quá trình xúc tác ozone. Họ có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước ozone.
3, Sự suy giảm xúc tác của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
CEO2, như một oxit đất hiếm điển hình, đã được nghiên cứu trong xúc tác đa pha do khả năng lưu trữ oxy cao.
Wang et al. Tổng hợp một oxit composite CE Mn với hình thái hình que (tỷ lệ mol CE/Mn là 3: 7) bằng phương pháp thủy nhiệt. Các ion MN đã pha tạp vàoCEO2Khung để thay thế CE, do đó làm tăng nồng độ chỗ trống oxy. Vì CE4+được thay thế bằng các ion Mn, nhiều chỗ trống oxy được hình thành, đó là lý do cho hoạt động cao hơn của nó. Du et al. Các chất xúc tác oxit mn ce tổng hợp bằng phương pháp mới kết hợp kết tủa oxy hóa khử và phương pháp thủy nhiệt. Họ phát hiện ra rằng tỷ lệ mangan vàCeriumĐóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành chất xúc tác và ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và hoạt động xúc tác của nó.Ceriumtrong manganoxit ceriumđóng một vai trò quan trọng trong sự hấp phụ của toluene, và mangan đã được chứng minh là có vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa toluene. Sự phối hợp giữa mangan và cerium cải thiện quá trình phản ứng xúc tác.
4.Photocatalyst
Sun et al. Chuẩn bị thành công CE pr Fe-0 @ c bằng phương pháp kết tủa CO. Cơ chế cụ thể là lượng doping của PR, Fe và C đóng vai trò quan trọng trong hoạt động quang xúc tác. Giới thiệu một lượng PR, Fe và C thích hợp thích hợpCEO2Có thể cải thiện đáng kể hiệu quả quang xúc tác của mẫu thu được, bởi vì nó có sự hấp phụ tốt hơn của các chất gây ô nhiễm, hấp thụ hiệu quả hơn của ánh sáng nhìn thấy, tốc độ hình thành cao hơn của các dải carbon và nhiều vị trí trống oxy hơn. Hoạt động quang xúc tác nâng cao củaCEO2-Go nanocomposites được chuẩn bị bởi Ganesan et al. được quy cho diện tích bề mặt tăng cường, cường độ hấp thụ, băng tần hẹp và hiệu ứng phản ứng bề mặt. Liu et al. nhận thấy rằng chất xúc tác composite CE/COWO4 là chất xúc tác quang học hiệu quả cao với giá trị ứng dụng tiềm năng. Petrovic et al. chuẩn bịCEO2Chất xúc tác sử dụng phương pháp điện cực dòng không đổi và sửa đổi chúng bằng áp suất không khí không có nhiệt plasma corona. Cả hai vật liệu biến đổi huyết tương và không biến đổi thể hiện khả năng xúc tác tốt trong cả quá trình thoái hóa huyết tương và quang xúc tác.
Phần kết luận
Bài viết này xem xét ảnh hưởng của các phương pháp tổng hợp củaoxit ceriumvề hình thái hạt, vai trò của hình thái đối với các tính chất bề mặt và hoạt động xúc tác, cũng như hiệu ứng hiệp đồng và ứng dụng giữaoxit ceriumvà dopants và người vận chuyển. Mặc dù các chất xúc tác dựa trên oxit cerium đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực xúc tác, và đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc giải quyết các vấn đề môi trường như xử lý nước, nhưng vẫn có nhiều vấn đề thực tế, chẳng hạn như không rõ ràngoxit ceriumHình thái và cơ chế tải của các chất xúc tác hỗ trợ cerium. Nghiên cứu sâu hơn là cần thiết về phương pháp tổng hợp các chất xúc tác, tăng cường hiệu ứng hiệp đồng giữa các thành phần và nghiên cứu cơ chế xúc tác của các tải khác nhau.
Tạp chí tác giả
Gốm sứ Sơn 2023 Số 2: 64-73
Các tác giả: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, v.v.
Thời gian đăng: tháng 11-29-2023