CEO2nadir torpaq materiallarının vacib bir hissəsidir. Bunadir torpaq elementi seriumUnikal xarici elektron quruluşa malikdir - 4f15d16s2. Xüsusi 4F qatının effektiv şəkildə saxlaya və effektiv şəkildə saxlaya bilər, Cerium ionları + 3 valentlik vəziyyətində və + 4 valentlik vəziyyətində davranaraq. Buna görə CEO2 materiallarında daha çox oksigen dəlikləri var və oksigen saxlamaq və sərbəst buraxmaq üçün əla bir qabiliyyətə malikdir. CE (III) və CE (IV) qarşılıqlı dönüşüm, həmçinin CEO2 materiallarını unikal oksidləşmə-azaltma katalitik imkanları olan materialları bəxş edir. Toplu materiallar ilə müqayisədə, Nano CEO2, yeni qeyri-üzvi bir material kimi, yüksək xüsusi səth sahəsi, əla oksigen saxlama və sərbəst buraxma qabiliyyəti, oksigen ion keçiriciliyi və yüksək temperaturlu sürətli oksigen vakansiya qabiliyyətinə görə geniş yayılmış diqqət aldı. Hal-hazırda Nano CEO2-dən katalizator, katalizator daşıyıcıları və ya aşqarlar, aktiv komponentlər və adsorbentlər kimi çox sayda araşdırma hesabatı və əlaqəli tətbiqlər var.
1. Nanometr hazırlığı üsuluoksid
Hazırda Nanoeria üçün ümumi hazırlıq metodları əsasən kimyəvi metod və fiziki metod daxildir. Fərqli kimyəvi metodlara görə, kimyəvi metodlar yağıntının, hidrotermal metod, solkotermal metod, sol gel metodu, mikroemulsiya metodu və elektrodepozisiya üsulu ilə bölünmüşdür; Fiziki üsul əsasən daşlama üsuludur.
1.1 Taşlama üsulu
Nano Ceria hazırlamaq üçün daşları metodu ümumiyyətlə aşağı qiymət, ekoloji dostluq, sürətli işləmə sürətinin və güclü emal qabiliyyətinin üstünlüklərinə malik olan qum daşları istifadə edir. Hal hazırda Nano Ceria sənayesində ən vacib işləmə metodudur. Məsələn, Nano Cerium Oksid Cilalama Pudrasının hazırlanması ümumiyyətlə kalsasiya və qum daşları birləşməsi və kerion əsaslı denitratasiya katalizatorlarının xammalının xam daşları istifadə edildikdən sonra və ya müalicə edildikdən sonra müalicə olunur. Fərqli hissəcik ölçülü qum daşları muncuq nisbətlərindən istifadə edərək, yüzlərlə nanometə qədər D50 ilə D50 ilə Nanoeria, tənzimləmə yolu ilə əldə edilə bilər.
1.2 Yağış metodu
Yağış metodu, yağış, ayrılma, yuyulma, qurutma, qurudulma və müvafiq həlledicilərdə həll olunan xammalın öhdəsinə görə bərk toz hazırlamaq metoduna aiddir. Yağış metodu nadir torpaq və doped nanomaterialların hazırlanmasında, sadə hazırlıq prosesi, yüksək səmərəliliyi və aşağı qiyməti kimi üstünlükləri ilə geniş istifadə olunur. Nanoeri və onun sənayenin tərkibindəki kompozit materiallarını hazırlamaq üçün çox istifadə olunan bir üsuldur. Bu üsul, yağış temperaturu, maddi konsentrasiyanı, pH dəyəri, ph dövrü, şablon və s. Alternativ olaraq, kerium ionları Oh - natrium sitratının hidrolizindən yaranan və sonra inkubasiya edilmiş və Nanoeria mikrosferləri kimi lopa hazırlamaq üçün inkubasiya edilmiş və kalsasiya edilə bilər.
1.3 Hidrotermal və Solvotermal metodlar
Bu iki üsul, məhsul hazırlamaq metoduna qapalı bir sistemdə kritik temperaturda yüksək temperatur və yüksək təzyiqli reaksiya ilə hazırlanır. Reaksiya həlledicisi su olduqda, hidrotermal üsul deyilir. Müvafiq olaraq, reaksiya həlledicisi üzvi bir həlledici olduqda, Solvotermal üsul deyilir. Sintez edilmiş Nano hissəcikləri yüksək saf, yaxşı dispersiya və vahid hissəciklər, xüsusən fərqli morfologiyaları və ya xüsusi büllur üzləri olan nano tozları var. Xlorlu xloridin distillə edilmiş suda həll edin, qarışdırın və natrium hidroksid həllini əlavə edin. Cerium oksidi nanorodlarını məruz qalan (111) və (110) və (110) və (110) kristal təyyarələri olan Cerium Oksid Nanorodları hazırlamaq üçün HidroThermala reaksiya verin. Reaksiya şərtlərini tənzimləməklə, məruz qalan kristal təyyarələrində (110) kristal təyyarələrinin nisbəti artırıla bilər, onların katalitik fəaliyyətini daha da artıra bilər. Reaksiya həlledici və səthi ligandları tənzimləmək, xüsusi hidrofilikilik və ya lipofilikilik olan Nano Ceria hissəciklərini də istehsal edə bilər. Məsələn, sulu mərhələyə asetat ionları əlavə etmək, suda monodisperse hidrofilik serium nanohissicles hazırlaya bilər. Qütb olmayan bir həlledici seçərək, bir tənzimləmə zamanı bir Ligand kimi oleic turşusunu bir ligand kimi tanıtdıraraq, Monodisperse Lipofilik Ceria Nanohilicles, qeyri-qütblü üzvi həlledicilərdə hazırlana bilər. (Şəkil 1-ə baxın)
Şəkil 1 Monodisperse sferik nanoeri və çubuq şəkilli nanoerieri
1.4 Sol Gel Metodu
Sol Gel metodu, bəzi və ya bir neçə birləşmələrdən bir neçə birləşmələr kimi istifadə edən bir və ya bir neçə birləşmələrdən istifadə edən bir metoddur, maye mərhələdə hidroliz kimi kimyəvi reaksiyalar, sonra yaşlanmadan sonra gel meydana gətirir və nəhayət quruyur və ultrafine tozlar hazırlamaq üçün quruyur və kalsalar. Bu üsul, çox sayda məruzə, cerium dəmir, csium titanium, kerium titanium və digər kompozit nano oksidləri kimi yüksək səviyyədə dağılmış Nano Ceria kompozitatörləri hazırlamaq üçün xüsusilə uyğundur.
1.5 Digər metodlar
Yuxarıda göstərilən metodlara əlavə olaraq mikro losyon metodu, mikrodalğalı sintez metodu, elektrodepozisiya metodu, plazma alov yanması metodu, ion mübadiləsi membran elektroliz metodu və bir çox digər üsullar var. Bu üsullar Nanoeria'nın tədqiqatı və tətbiqi üçün böyük əhəmiyyətə malikdir.
Su müalicəsində 2 nanometr şerium oksidinin tətbiqi
Cerium, qiyməti və geniş tətbiqləri olan nadir torpaq elementləri arasında ən bol elementdir. Nanometr Ceria və onun kompozitiyaları yüksək xüsusi səth sahəsi, yüksək katalitik fəaliyyət və əla struktur sabitliyi səbəbindən su müalicəsi sahəsində çox diqqət çəkdi.
2.1 TətbiqiNano cerium oksidiAdsorbsiya metodu ilə su müalicəsində
Son illərdə, elektronika sənayesi kimi sənaye sahələrinin inkişafı ilə, ağır metal ionları və flüor ionları kimi çirkləndiricilərdən ibarət çox miqdarda çirkab suyu boşaldıldı. Trace konsentrasiyalarında belə, su orqanizmlərinə və insanın yaşayan mühitinə əhəmiyyətli zərər verə bilər. Tez-tez istifadə olunan metodlarda oksidləşmə, flotasiya, tərs osmoz, adsorbsiya, nanofiltrasiya, biosorbsiya və s. Daxildir, adsorbsiya texnologiyası sadə əməliyyat, ucuz və yüksək müalicə səmərəliliyi səbəbindən qəbul edilir. Nano CEO2 materialları, adsorbentlər kimi yüksək səth sahəsi və yüksək səth fəaliyyətinə malikdir və məsaməli Nano CEO2 və onun müxtəlif morfologiyaları olan kompozit materialları ilə bağlı bir çox hesabat var və sudan zərərli ionları çıxarın.
Tədqiqatlar Nano Ceria'nın zəif turşu şəraitində suda olan suda güclü adsorbsiya gücü olduğunu göstərdi. F - 100 mq / l və PH = 5-6-ların ilkin konsentrasiyası olan bir həlldə f - 23 mq / g-dir və f - 85,6% -dir. Polyakril turşusu qatranına yükləndikdən sonra (yükləmə məbləği: 0.25g / g), F-nin qaldırılması qabiliyyəti, 100 mq / l-dən ibarət olan f - sulu həll yolu ilə 99% -dən çox çata bilər; 120 dəfə həcmdə işlənərkən, f-nin 90% -dən çoxu çıxarıla bilər. ADSORB Fosfat və iOdate-də istifadə edildikdə, adsorbsiya qabiliyyəti müvafiq optimal adsorbsiya vəziyyəti altında 100 mq / g-dən çox çata bilər. Istifadə olunan material yüksək iqtisadi fayda olan sadə desorbsiya və zərərsizləşdirmə müalicəsindən sonra yenidən istifadə edilə bilər.
Nanoerium və onun nanoerium və onun kompozit materiallarından istifadə edərək, arsenik, xrom, kadmium və qurğuşun kimi zəhərli ağır metalların adsorbsiyasının və müalicəsi ilə bağlı bir çox tədqiqat var. Optimal Adsorbsiya PH, müxtəlif valentlik vəziyyətləri olan ağır metal ionları üçün dəyişir. Məsələn, neytral qərəzli zəif qələvi vəziyyəti (iii) üçün ən yaxşı adsorbsiya vəziyyətinə malikdir (v) üçün optimal adsorbsiya vəziyyəti, hər iki şəraitdə 110 mq / g-dən çox olan zəif turşu şəraiti altında nail olur. Ümumiyyətlə, Nanoeria və onun kompozit materiallarının optimallaşdırılmış sintezi, geniş bir pH aralığı üzərində müxtəlif ağır metal ionları üçün yüksək adsorbsiya və çıxarılması nisbətlərinə nail ola bilər.
Digər tərəfdən, kerium oksidi əsaslı nanomateriallar, məsələn, turşu portağal, rhodamine b, Konqo qırmızı və s. Kimi portağal, Rhodamine B, Konqo və s. 60 dəqiqə ərzində 942.7mg / g.
2.2 Nano Ceria'nın inkişaf etmiş oksidləşmə prosesində tətbiqi
İnkişaf etmiş oksidləşmə prosesi (qısa üçün AOPS) mövcud anhidroli müalicə sisteminin yaxşılaşdırılması təklif olunur. Dərin oksidləşmə texnologiyası kimi də tanınan inkişaf etmiş oksidləşmə prosesi, hidroksil radikalının (· oh), superoksid radikal (· o2 -), singlet oksigen və s. İmkanlı oksigen və s. Yüksək temperatur və təzyiq, səs, işıq, işıq şüalanma, katalizator və s.
Şəkil 2 İnkişaf etmiş oksidləşmə prosesinin təsnifatı və texnologiyası birləşməsi
NanoeriQarışıq oksidləşmə prosesində ümumiyyətlə istifadə olunan heterojen bir katalizatordur. CE3 + və CE4 + arasındakı sürətli dönüşüm və oksigen udma və sərbəst buraxılma nəticəsində yaranan sürətlə oksidləşmə azaldılması effekti, Nano Ceria'nın yaxşı katalitik qabiliyyəti var. Bir katalizator promotion kimi istifadə edildikdə, katalitik qabiliyyət və sabitliyi də effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər. Nanoeri Ceria və onun kompozit materialları katalizator kimi istifadə edildikdə, katalitik xüsusiyyətləri, performans və tətbiqinə təsir edən əsas amillər olan morfologiya, hissəcik ölçüsü və məruz qalan büllur təyyarələri ilə çox dəyişir. Ümumiyyətlə, hissəciklərin daha kiçik olduğuna və konkret səth sahəsinin nə qədər böyük olduğuna inanır, daha çox aktiv sayt və katalitik qabiliyyəti daha güclüdür. Kataloqdan zəifdən zəifdən, (100) kristal səth> (110) kristal səthi> (111) kristal səthi (111) kristal səthinin (111) qaydasındadır.
Cerium oksidi yarımkeçirici materialdır. Nanometr Cerium Oksid, Band Gap-dan daha yüksək olan fotonlarla şüalanır, Valence Band elektronları həyəcanlanır və keçid rekombinasiya davranışı meydana gəlir. Bu davranış Nanoeria'nın güclü fotokatalitik fəaliyyəti ilə nəticələnən CE3 + və CE4 + in dönüşüm sürətini təbliğ edəcəkdir. Fotokataliz, ikincil çirklənmə olmadan üzvi maddələrin birbaşa deqradasiyasına nail ola bilər, buna görə də onun tətbiqi AOPS-da Nanoeria sahəsindəki ən çox öyrənilən texnologiyadır. Hazırda əsas diqqət, müxtəlif morfologiyalar və kompozit kompozisiyalarla katalizatorlardan istifadə edən Azo boyaları, fenol, xlorobenzol və əczaçılıq çirkab sularının katalitik deqradasiya müalicəsinə yönəlmişdir. Hesabata görə, optimallaşdırılmış katalizasiya sintezi metodu və katalitik model şəraiti ilə bu maddələrin deqradasiya gücü ümumiyyətlə 80% -dən çox ola bilər və ümumi üzvi karbon (TOC) aradan qaldırılması gücü 40% -dən çox ola bilər.
Ozon və hidrogen peroksid kimi üzvi çirkləndiricilərin deqradasiyası üçün nano cerium oksidi katalizi digər geniş tədqiq olunan texnologiya. Fotokatalizə bənzər, eyni zamanda, üzvi çirkləndiriciləri oksidləşdirmək və pisləşdirmək üçün müxtəlif morfologiyalar və ya kristal təyyarələr və müxtəlif crium əsaslı kompozit katalitik oksidikləri olan Nano Ceria'nın qabiliyyətinə diqqət yetirir. Bu cür reaksiyalarda katalizatorlar ozon və ya hidrogen peroksidindən çox sayda aktiv radikalların nəslini, üzvi çirkləndiricilərə hücum edir və daha səmərəli oksidləşdirici deqradasiya qabiliyyətlərinə nail olurlar. Oksidantların reaksiyasında tətbiqi səbəbindən üzvi birləşmələri silmək imkanı çox inkişaf etdirilir. Əksər reaksiyalarda, hədəf maddənin son çıxarılması nisbəti 100% -ə çata bilər və ya TOC-nun qaldırılması dərəcəsi də daha yüksəkdir.
Elektrokaralitik inkişaf etmiş oksidləşmə metodunda, yüksək oksigen təkamülü olan anod materialının xüsusiyyətləri Overpotiential ilə üzvi çirkləndiricilərin müalicəsi üçün elektrokatalitik inkişaf etmiş oksidləşmə metodunun seçicisini müəyyənləşdirir. Katod materialı H2O2 istehsalını müəyyən edən vacib bir amildir və H2O2 istehsalı üzvi çirkləndiricilərin müalicəsi üçün elektrokaralitik inkişaf etmiş oksidləşmə metodunun səmərəliliyini müəyyənləşdirir. Nano Ceria istifadə edərək elektrod material modifikasiyasının tədqiqi həm yerli, həm də beynəlxalq səviyyədə geniş yayılmışdır. Tədqiqatçılar əsasən fərqli elektrod materiallarını dəyişdirmək, elektrokimyəvi fəaliyyətlərini yaxşılaşdırmaq, elektrokaralitik fəaliyyətini və son çıxarılması fəaliyyətini artırmaq üçün müxtəlif kimyəvi metodlar vasitəsilə Nano Cerium oksidi və onun kompozit materiallarını təqdim edirlər və bununla da elektrokaryaltik fəaliyyət və son çıxarılması sürətini artırır.
Mikrodalğalı və ultrasəs çox vaxt yuxarıda göstərilən katalitik modellər üçün vacib köməkçi tədbirlərdir. Nümunə olaraq ultrasəs köməyindən istifadə edərək, saniyədə 25 kHz-dən yüksək olan tezlikləri olan vibrasiya səs dalğalarından istifadə edərək, milyonlarla son dərəcə kiçik baloncuklar xüsusi hazırlanmış təmizləyici agenti ilə hazırlanmış bir həlldə yaradılır. Bu kiçik baloncuklar, sürətli sıxılma və genişlənmə zamanı, daim baloncuk partlaması istehsal edir, materialların katalizator səthində tez bir zamanda mübadilə və yayılmasına imkan verən, əks-tez katalitik səmərəliliyin artırılması.
3 nəticə
Nanoerieri və onun kompozit materialları ionlar və üzvi çirkləndiriciləri suda effektiv şəkildə müalicə edə və gələcək su təmizləyici sahələrdə vacib tətbiq potensialına sahib ola bilərlər. Bununla birlikdə, əksər araşdırma hələ də laboratoriya mərhələsindədir və gələcəkdə su müalicəsində sürətli tətbiqetmənin əldə edilməsi üçün aşağıdakı məsələlər hələ də həll edilməlidir:
(1) Nano nisbətən yüksək hazırlıq dəyəriCEO2Əsaslı materiallar, hələ də laboratoriya tədqiqat mərhələsindəki su müalicəsindəki tətbiqlərinin böyük əksəriyyətində vacib bir amil olaraq qalır. Nano CEO2 əsaslı materiallarının morfologiyasını və ölçüsünü tənzimləyə biləcək aşağı qiymətli, sadə və effektiv hazırlıq metodlarını araşdırmaq hələ də tədqiqat yönümlüdür.
(2) Nano CEO2 əsaslı materiallarının kiçik hissəcik ölçüsü səbəbindən, istifadə edildikdən sonra təkrar emal və bərpa problemləri də tətbiqlərini məhdudlaşdıran vacib amillərdir. Qatran materialları və ya maqnit materialları ilə onun kompozisiyası, maddi hazırlanması və təkrar texnologiyası üçün əsas tədqiqat istiqaməti olacaqdır.
(3) Nano CEO2 əsaslı maddi su təmizləyici texnologiya və ənənəvi kanalizasiya təmizləyici texnologiyası arasında birgə prosesin inkişafı, Nano CEO2 əsaslı maddi katalitik katalitik texnologiyasının tətbiqini suyun təmizlənməsi sahəsində tətbiq etməyə çox kömək edəcəkdir.
(4) Nano CEO2 əsaslı materialların toksikliyi ilə bağlı hələ də məhdud tədqiqatlar mövcuddur və su təmizləyici sistemlərdə ətraf mühitin davranışı və toksiklik mexanizmi hələ müəyyənləşdirilməyib. Əsl kanalizasiya müalicəsi prosesi çox vaxt çox sayda çirkləndiricinin bir-biri ilə bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsi və nanomaterialların səth xüsusiyyətlərini və potensial toksikliyini dəyişdirərək bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqə quracaqdır. Buna görə, əlaqəli aspektlər üzərində daha çox araşdırma aparmaq üçün təcili bir ehtiyac var.
Time vaxt: May-22-2023