ন্যানো সেরিয়াম অক্সাইডের প্রস্তুতি এবং জল চিকিত্সায় এর প্রয়োগ

CeO2বিরল আর্থ উপকরণের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। দবিরল পৃথিবীর উপাদান সেরিয়ামএকটি অনন্য বাইরের বৈদ্যুতিন কাঠামো রয়েছে - 4f15d16s2। এর বিশেষ 4f স্তরটি কার্যকরভাবে ইলেকট্রন সঞ্চয় ও মুক্তি দিতে পারে, যার ফলে সেরিয়াম আয়নগুলিকে +3 ভ্যালেন্স অবস্থায় এবং +4 ভ্যালেন্স অবস্থায় কাজ করে। অতএব, CeO2 উপকরণগুলিতে আরও অক্সিজেন গর্ত রয়েছে এবং অক্সিজেন সঞ্চয় ও মুক্তির দুর্দান্ত ক্ষমতা রয়েছে। Ce (III) এবং Ce (IV) এর পারস্পরিক রূপান্তর এছাড়াও অনন্য অক্সিডেশন-হ্রাস অনুঘটক ক্ষমতা সহ CeO2 উপকরণকে সমর্থন করে। বাল্ক উপকরণের তুলনায়, ন্যানো CeO2, একটি নতুন ধরনের অজৈব উপাদান হিসাবে, এটির উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, চমৎকার অক্সিজেন সঞ্চয় এবং মুক্তির ক্ষমতা, অক্সিজেন আয়ন পরিবাহিতা, রেডক্স কর্মক্ষমতা এবং উচ্চ-তাপমাত্রা দ্রুত অক্সিজেন শূন্যতার বিস্তারের কারণে ব্যাপক মনোযোগ পেয়েছে। ক্ষমতা বর্তমানে অনুঘটক, অনুঘটক বাহক বা সংযোজনকারী, সক্রিয় উপাদান এবং শোষণকারী হিসাবে ন্যানো CeO2 ব্যবহার করে প্রচুর সংখ্যক গবেষণা প্রতিবেদন এবং সম্পর্কিত অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে।

1. ন্যানোমিটারের প্রস্তুতির পদ্ধতিসেরিয়াম অক্সাইড

বর্তমানে, ন্যানো সেরিয়ার জন্য সাধারণ প্রস্তুতির পদ্ধতিগুলির মধ্যে প্রধানত রাসায়নিক পদ্ধতি এবং শারীরিক পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। বিভিন্ন রাসায়নিক পদ্ধতি অনুসারে, রাসায়নিক পদ্ধতিগুলিকে বৃষ্টিপাত পদ্ধতি, হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি, সলভোথার্মাল পদ্ধতি, সল জেল পদ্ধতি, মাইক্রোইমালসন পদ্ধতি এবং ইলেক্ট্রোডিপোজিশন পদ্ধতিতে ভাগ করা যায়; শারীরিক পদ্ধতি হল প্রধানত নাকাল পদ্ধতি।

 
1.1 নাকাল পদ্ধতি

ন্যানো সিরিয়া প্রস্তুত করার জন্য নাকাল পদ্ধতি সাধারণত বালি নাকাল ব্যবহার করে, যার সুবিধা কম খরচে, পরিবেশগত বন্ধুত্ব, দ্রুত প্রক্রিয়াকরণের গতি এবং শক্তিশালী প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা রয়েছে। এটি বর্তমানে ন্যানো সিরিয়া শিল্পের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি। উদাহরণস্বরূপ, ন্যানো সেরিয়াম অক্সাইড পলিশিং পাউডারের প্রস্তুতিতে সাধারণত ক্যালসিনেশন এবং বালি গ্রাইন্ডিং এর সংমিশ্রণ গ্রহণ করা হয় এবং সেরিয়াম ভিত্তিক ডেনিট্রেশন ক্যাটালিস্টের কাঁচামালগুলিও প্রাক-চিকিত্সার জন্য মিশ্রিত করা হয় বা বালি গ্রাইন্ডিং ব্যবহার করে ক্যালসিনেশনের পরে চিকিত্সা করা হয়। বিভিন্ন কণা আকারের বালি গ্রাইন্ডিং বিড অনুপাত ব্যবহার করে, দশ থেকে শত শত ন্যানোমিটার পর্যন্ত D50 সহ ন্যানো সেরিয়া সমন্বয়ের মাধ্যমে প্রাপ্ত করা যেতে পারে।

 
1.2 বৃষ্টিপাত পদ্ধতি

বৃষ্টিপাত পদ্ধতি বলতে উপযুক্ত দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত কাঁচামালের বৃষ্টিপাত, পৃথকীকরণ, ধোয়া, শুকানো এবং ক্যালসিনেশনের মাধ্যমে কঠিন পাউডার প্রস্তুত করার পদ্ধতিকে বোঝায়। রেয়ার আর্থ এবং ডোপড ন্যানোম্যাটেরিয়াল তৈরিতে বৃষ্টিপাত পদ্ধতি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যার সুবিধা যেমন সহজ প্রস্তুতি প্রক্রিয়া, উচ্চ দক্ষতা এবং কম খরচে। এটি শিল্পে ন্যানো সিরিয়া এবং এর যৌগিক উপকরণ প্রস্তুত করার জন্য একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতি। এই পদ্ধতিটি বৃষ্টিপাতের তাপমাত্রা, উপাদানের ঘনত্ব, pH মান, বৃষ্টিপাতের গতি, নাড়ার গতি, টেমপ্লেট, ইত্যাদি পরিবর্তন করে বিভিন্ন আকারবিদ্যা এবং কণার আকার সহ ন্যানো সেরিয়া প্রস্তুত করতে পারে। সাধারণ পদ্ধতিগুলি ইউরিয়া পচন দ্বারা উত্পন্ন অ্যামোনিয়া থেকে সেরিয়াম আয়নের বৃষ্টিপাতের উপর নির্ভর করে, এবং ন্যানো সেরিয়া মাইক্রোস্ফিয়ারের প্রস্তুতি সিট্রেট আয়ন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। বিকল্পভাবে, সেরিয়াম আয়নগুলিকে OH দ্বারা প্ররোচিত করা যেতে পারে - সোডিয়াম সাইট্রেটের হাইড্রোলাইসিস থেকে উত্পন্ন, এবং তারপরে ন্যানো সেরিয়া মাইক্রোস্ফিয়ারের মতো ফ্লেক প্রস্তুত করতে ইনকিউব করা হয় এবং ক্যালসাইন করা হয়।

 
1.3 হাইড্রোথার্মাল এবং সলভোথার্মাল পদ্ধতি

এই দুটি পদ্ধতি একটি বদ্ধ সিস্টেমে গুরুতর তাপমাত্রায় উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-চাপের প্রতিক্রিয়া দ্বারা পণ্য প্রস্তুত করার পদ্ধতিকে নির্দেশ করে। যখন বিক্রিয়া দ্রাবক পানি হয় তখন একে হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি বলে। অনুরূপভাবে, যখন বিক্রিয়া দ্রাবক একটি জৈব দ্রাবক হয়, তখন একে সলভোথার্মাল পদ্ধতি বলা হয়। সংশ্লেষিত ন্যানো কণাগুলির উচ্চ বিশুদ্ধতা, ভাল বিচ্ছুরণ এবং অভিন্ন কণা রয়েছে, বিশেষ করে ন্যানো পাউডারগুলি বিভিন্ন আকারের বা উন্মুক্ত বিশেষ স্ফটিক মুখগুলির সাথে। পাতিত জলে সেরিয়াম ক্লোরাইড দ্রবীভূত করুন, নাড়ুন এবং সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণ যোগ করুন। উন্মুক্ত (111) এবং (110) ক্রিস্টাল প্লেনগুলির সাথে সেরিয়াম অক্সাইড ন্যানোরোডগুলি প্রস্তুত করতে 12 ঘন্টার জন্য 170 ℃ তাপমাত্রায় হাইড্রোথার্মাল বিক্রিয়া করুন। প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি সামঞ্জস্য করে, উন্মুক্ত স্ফটিক সমতলগুলিতে (110) স্ফটিক প্লেনের অনুপাত বাড়ানো যেতে পারে, তাদের অনুঘটক কার্যকলাপকে আরও বাড়িয়ে তোলে। প্রতিক্রিয়া দ্রাবক এবং পৃষ্ঠের লিগ্যান্ডগুলিকে সামঞ্জস্য করা বিশেষ হাইড্রোফিলিসিটি বা লিপোফিলিসিটি সহ ন্যানো সেরিয়া কণাও তৈরি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, জলীয় পর্যায়ে অ্যাসিটেট আয়ন যোগ করা জলে মনোডিসপারস হাইড্রোফিলিক সেরিয়াম অক্সাইড ন্যানো পার্টিকেল প্রস্তুত করতে পারে। একটি নন-পোলার দ্রাবক নির্বাচন করে এবং প্রতিক্রিয়ার সময় লিগ্যান্ড হিসাবে ওলিক অ্যাসিড প্রবর্তন করে, মনোডিসপারস লিপোফিলিক সেরিয়া ন্যানো পার্টিকেলগুলি অ-মেরু জৈব দ্রাবকগুলিতে প্রস্তুত করা যেতে পারে। (চিত্র 1 দেখুন)

চিত্র 1 মনোডিস্পার্স গোলাকার ন্যানো সেরিয়া এবং রড-আকৃতির ন্যানো সেরিয়া

1.4 সল জেল পদ্ধতি

সল জেল পদ্ধতি হল এমন একটি পদ্ধতি যা কিছু বা একাধিক যৌগকে পূর্বসূরি হিসেবে ব্যবহার করে, তরল পর্যায়ে সল তৈরির জন্য হাইড্রোলাইসিসের মতো রাসায়নিক বিক্রিয়া পরিচালনা করে এবং তারপর বার্ধক্যের পর জেল তৈরি করে এবং অবশেষে অতি সূক্ষ্ম পাউডার প্রস্তুত করতে শুষ্ক ও ক্যালসিন তৈরি করে। এই পদ্ধতিটি অত্যন্ত বিচ্ছুরিত মাল্টি-কম্পোনেন্ট ন্যানো সিরিয়া যৌগিক ন্যানোমেটেরিয়াল, যেমন সেরিয়াম আয়রন, সেরিয়াম টাইটানিয়াম, সেরিয়াম জিরকোনিয়াম এবং অন্যান্য যৌগিক ন্যানো অক্সাইড প্রস্তুত করার জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত, যা অনেক রিপোর্টে রিপোর্ট করা হয়েছে।

 
1.5 অন্যান্য পদ্ধতি

উপরের পদ্ধতিগুলি ছাড়াও, মাইক্রো লোশন পদ্ধতি, মাইক্রোওয়েভ সংশ্লেষণ পদ্ধতি, ইলেক্ট্রোডিপোজিশন পদ্ধতি, প্লাজমা শিখা জ্বলন পদ্ধতি, আয়ন-বিনিময় ঝিল্লি তড়িৎ বিশ্লেষণ পদ্ধতি এবং আরও অনেক পদ্ধতি রয়েছে। ন্যানো সেরিয়ার গবেষণা এবং প্রয়োগের জন্য এই পদ্ধতিগুলির অত্যন্ত তাৎপর্য রয়েছে।

 
জল চিকিত্সায় 2-ন্যানোমিটার সেরিয়াম অক্সাইডের প্রয়োগ

কম দাম এবং ব্যাপক প্রয়োগ সহ বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির মধ্যে সেরিয়াম হল সবচেয়ে প্রাচুর্যপূর্ণ উপাদান। ন্যানোমিটার সেরিয়া এবং এর কম্পোজিটগুলি তাদের উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, উচ্চ অনুঘটক কার্যকলাপ এবং চমৎকার কাঠামোগত স্থিতিশীলতার কারণে জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে।

 
2.1 এর আবেদনন্যানো সেরিয়াম অক্সাইডশোষণ পদ্ধতি দ্বারা জল চিকিত্সা

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ইলেকট্রনিক্স শিল্পের মতো শিল্পের বিকাশের সাথে, ভারী ধাতু আয়ন এবং ফ্লোরিন আয়নগুলির মতো দূষক ধারণকারী বিপুল পরিমাণ বর্জ্য জল নিষ্কাশন করা হয়েছে। এমনকি ট্রেস ঘনত্বেও, এটি জলজ জীব এবং মানুষের জীবন্ত পরিবেশের জন্য উল্লেখযোগ্য ক্ষতি করতে পারে। সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে অক্সিডেশন, ফ্লোটেশন, রিভার্স অসমোসিস, শোষণ, ন্যানোফিল্ট্রেশন, বায়োসোর্পশন ইত্যাদি। এর মধ্যে সহজ অপারেশন, কম খরচে এবং উচ্চ চিকিত্সা দক্ষতার কারণে শোষণ প্রযুক্তি প্রায়ই গৃহীত হয়। ন্যানো CeO2 উপাদানগুলির উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং শোষণকারী হিসাবে উচ্চ পৃষ্ঠের কার্যকলাপ রয়েছে এবং জল থেকে ক্ষতিকারক আয়নগুলিকে শোষণ এবং অপসারণের জন্য ছিদ্রযুক্ত ন্যানো সিও 2 এবং এর বিভিন্ন অঙ্গসংস্থানের সংমিশ্রণ সম্পর্কিত অনেকগুলি প্রতিবেদন রয়েছে।

গবেষণায় দেখা গেছে যে ন্যানো সেরিয়ার দুর্বল অ্যাসিডিক অবস্থার অধীনে জলে F - এর জন্য শক্তিশালী শোষণ ক্ষমতা রয়েছে। F - 100mg/L এবং pH=5-6 এর প্রাথমিক ঘনত্ব সহ একটি সমাধানে, F - এর শোষণ ক্ষমতা হল 23mg/g, এবং F - অপসারণের হার হল 85.6%। এটিকে পলিঅ্যাক্রিলিক অ্যাসিড রজন বলের উপর লোড করার পরে (লোড করার পরিমাণ: 0.25g/g), F - এর অপসারণ ক্ষমতা 99%-এর উপরে পৌঁছতে পারে যখন F - জলীয় দ্রবণের 100mg/L সমান আয়তনের চিকিত্সা করা হয়; 120 বার ভলিউম প্রক্রিয়া করার সময়, F এর 90% এর বেশি - সরানো যেতে পারে। যখন ফসফেট এবং আয়োডেট শোষণ করতে ব্যবহৃত হয়, তখন শোষণ ক্ষমতা অনুরূপ সর্বোত্তম শোষণ অবস্থার অধীনে 100mg/g-এর বেশি পৌঁছাতে পারে। ব্যবহৃত উপাদান সহজ ডিসর্পশন এবং নিরপেক্ষকরণ চিকিত্সার পরে পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে, যার উচ্চ অর্থনৈতিক সুবিধা রয়েছে।

বিষাক্ত ভারী ধাতু যেমন আর্সেনিক, ক্রোমিয়াম, ক্যাডমিয়াম, এবং সীসা ন্যানো সিরিয়া এবং এর যৌগিক পদার্থ ব্যবহার করে শোষণ এবং চিকিত্সার উপর অনেক গবেষণা রয়েছে। বিভিন্ন ভ্যালেন্স স্টেট সহ ভারী ধাতু আয়নগুলির জন্য সর্বোত্তম শোষণের pH পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, নিরপেক্ষ পক্ষপাত সহ দুর্বল ক্ষারীয় অবস্থা As (III) এর জন্য সর্বোত্তম শোষণ অবস্থা, যখন As (V) এর জন্য সর্বোত্তম শোষণ অবস্থা দুর্বল অম্লীয় অবস্থার অধীনে অর্জন করা হয়, যেখানে উভয়ের অধীনে শোষণ ক্ষমতা 110mg/g এর বেশি হতে পারে। শর্তাবলী সামগ্রিকভাবে, ন্যানো সিরিয়া এবং এর যৌগিক উপকরণগুলির অপ্টিমাইজড সংশ্লেষণ একটি বিস্তৃত pH পরিসরে বিভিন্ন ভারী ধাতু আয়নগুলির জন্য উচ্চ শোষণ এবং অপসারণের হার অর্জন করতে পারে।

অন্যদিকে, সিরিয়াম অক্সাইড ভিত্তিক ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলিরও বর্জ্য জলে জৈব পদার্থ শোষণ করার ক্ষেত্রে অসামান্য কার্যকারিতা রয়েছে, যেমন অ্যাসিড কমলা, রোডামাইন বি, কঙ্গো রেড, ইত্যাদি৷ উদাহরণস্বরূপ, বিদ্যমান রিপোর্ট করা ক্ষেত্রে, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতিতে তৈরি ন্যানো সিরিয়া ছিদ্রযুক্ত গোলকগুলির উচ্চ মাত্রা রয়েছে৷ জৈব রং অপসারণে শোষণ ক্ষমতা, বিশেষ করে কঙ্গো লাল অপসারণের ক্ষেত্রে 60 মিনিটে 942.7mg/g এর শোষণ ক্ষমতা।

 
2.2 উন্নত জারণ প্রক্রিয়ায় ন্যানো সেরিয়ার প্রয়োগ

উন্নত জারণ প্রক্রিয়া (সংক্ষেপে AOPs) বিদ্যমান অ্যানহাইড্রাস চিকিত্সা ব্যবস্থার উন্নতির জন্য প্রস্তাব করা হয়েছে। উন্নত জারণ প্রক্রিয়া, যা গভীর অক্সিডেশন প্রযুক্তি নামেও পরিচিত, শক্তিশালী জারণ ক্ষমতা সহ হাইড্রক্সিল র‌্যাডিকাল (· OH), সুপারঅক্সাইড র‌্যাডিকাল (· O2 -), সিঙ্গলেট অক্সিজেন ইত্যাদি উৎপাদন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ, বিদ্যুৎ, শব্দ, আলো বিকিরণ, অনুঘটক, ইত্যাদির প্রতিক্রিয়া অবস্থার অধীনে। মুক্ত র্যাডিকেল এবং প্রতিক্রিয়া অবস্থার বিভিন্ন উপায়ে উৎপন্ন করার উপায় অনুসারে, এগুলিকে ফোটোকেমিক্যাল জারণ, অনুঘটক ভেজা অক্সিডেশন, সোনোকেমিস্ট্রি জারণ, ওজোন-এ ভাগ করা যায়। অক্সিডেশন, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল জারণ, ফেন্টন জারণ ইত্যাদি। (চিত্র দেখুন 2)।

চিত্র 2 উন্নত জারণ প্রক্রিয়ার শ্রেণিবিন্যাস এবং প্রযুক্তির সমন্বয়

ন্যানো সিরিয়াএকটি ভিন্নজাতীয় অনুঘটক যা সাধারণত উন্নত জারণ প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়। Ce3+এবং Ce4+এর মধ্যে দ্রুত রূপান্তরের কারণে এবং অক্সিজেন শোষণ এবং মুক্তির মাধ্যমে দ্রুত অক্সিডেশন-হ্রাস প্রভাবের কারণে, ন্যানো সেরিয়ার ভাল অনুঘটক ক্ষমতা রয়েছে। একটি অনুঘটক প্রবর্তক হিসাবে ব্যবহার করা হলে, এটি কার্যকরভাবে অনুঘটক ক্ষমতা এবং স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে। যখন ন্যানো সেরিয়া এবং এর যৌগিক উপাদানগুলি অনুঘটক হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন অনুঘটক বৈশিষ্ট্যগুলি আকারবিদ্যা, কণার আকার এবং উন্মুক্ত স্ফটিক প্লেনের সাথে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, যা তাদের কার্যকারিতা এবং প্রয়োগকে প্রভাবিত করে এমন মূল কারণ। এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে কণা যত ছোট এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল যত বড় হবে, তত বেশি সংশ্লিষ্ট সক্রিয় সাইট এবং অনুঘটক ক্ষমতা তত বেশি শক্তিশালী। উন্মুক্ত স্ফটিক পৃষ্ঠের অনুঘটক ক্ষমতা, শক্তিশালী থেকে দুর্বল পর্যন্ত, (100) স্ফটিক পৃষ্ঠ > (110) স্ফটিক পৃষ্ঠ > (111) স্ফটিক পৃষ্ঠের ক্রম অনুসারে এবং সংশ্লিষ্ট স্থিতিশীলতা বিপরীত।

সেরিয়াম অক্সাইড একটি অর্ধপরিবাহী উপাদান। ন্যানোমিটার সেরিয়াম অক্সাইড যখন ব্যান্ড গ্যাপের চেয়ে বেশি শক্তির ফোটন দ্বারা বিকিরণিত হয়, তখন ভ্যালেন্স ব্যান্ড ইলেকট্রন উত্তেজিত হয় এবং ট্রানজিশন রিকম্বিনেশন আচরণ ঘটে। এই আচরণটি Ce3+ এবং Ce4+-এর রূপান্তর হারকে উন্নীত করবে, যার ফলে ন্যানো সেরিয়ার শক্তিশালী ফটোক্যাটালিটিক কার্যকলাপ হবে। ফটোক্যাটালাইসিস গৌণ দূষণ ছাড়াই জৈব পদার্থের সরাসরি অবক্ষয় অর্জন করতে পারে, তাই এর প্রয়োগটি AOPs-এর ন্যানো সেরিয়ার ক্ষেত্রে সর্বাধিক অধ্যয়ন করা প্রযুক্তি। বর্তমানে, মূল ফোকাস হল অ্যাজো রঞ্জক, ফেনল, ক্লোরোবেনজিন এবং ফার্মাসিউটিক্যাল বর্জ্য জলের অনুঘটক অবক্ষয় চিকিত্সার উপর বিভিন্ন রূপ এবং যৌগিক সংমিশ্রণ সহ অনুঘটক ব্যবহার করে। প্রতিবেদন অনুসারে, অপ্টিমাইজ করা ক্যাটালিস্ট সংশ্লেষণ পদ্ধতি এবং অনুঘটক মডেলের অবস্থার অধীনে, এই পদার্থগুলির অবক্ষয় ক্ষমতা সাধারণত 80% এর বেশি পৌঁছাতে পারে এবং মোট জৈব কার্বন (TOC) অপসারণের ক্ষমতা 40% এর বেশি পৌঁছাতে পারে।

ওজোন এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইডের মতো জৈব দূষণকারীর অবক্ষয়ের জন্য ন্যানো সেরিয়াম অক্সাইড ক্যাটালাইসিস আরেকটি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা প্রযুক্তি। ফটোক্যাটালাইসিসের অনুরূপ, এটি জৈব দূষণকারীকে অক্সিডাইজ এবং অবনমিত করার জন্য বিভিন্ন আকার বা ক্রিস্টাল প্লেন এবং বিভিন্ন সেরিয়াম ভিত্তিক যৌগিক অনুঘটক অক্সিডেন্ট সহ ন্যানো সেরিয়ার ক্ষমতার উপরও দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এই ধরনের প্রতিক্রিয়ায়, অনুঘটকগুলি ওজোন বা হাইড্রোজেন পারক্সাইড থেকে প্রচুর সংখ্যক সক্রিয় র্যাডিকেলের প্রজন্মকে অনুঘটক করতে পারে, যা জৈব দূষণকারীদের আক্রমণ করে এবং আরও দক্ষ অক্সিডেটিভ অবক্ষয় ক্ষমতা অর্জন করে। প্রতিক্রিয়ায় অক্সিডেন্টের প্রবর্তনের কারণে, জৈব যৌগগুলি অপসারণ করার ক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়। বেশিরভাগ প্রতিক্রিয়ায়, লক্ষ্য পদার্থের চূড়ান্ত অপসারণের হার 100% পৌঁছাতে বা তার কাছে যেতে পারে এবং TOC অপসারণের হারও বেশি।

ইলেক্ট্রোক্যাটালাইটিক উন্নত জারণ পদ্ধতিতে, উচ্চ অক্সিজেন বিবর্তনের অত্যধিক সম্ভাবনা সহ অ্যানোড উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি জৈব দূষণকারীর চিকিত্সার জন্য ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক উন্নত জারণ পদ্ধতির নির্বাচনীতা নির্ধারণ করে। ক্যাথোড উপাদান হল H2O2 উৎপাদন নির্ণয়কারী একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, এবং H2O2 উৎপাদন জৈব দূষণকারীর চিকিৎসার জন্য ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক উন্নত জারণ পদ্ধতির কার্যকারিতা নির্ধারণ করে। ন্যানো সেরিয়া ব্যবহার করে ইলেক্ট্রোড উপাদান পরিবর্তনের অধ্যয়নটি দেশীয় এবং আন্তর্জাতিকভাবে ব্যাপক মনোযোগ পেয়েছে। গবেষকরা প্রধানত ন্যানো সেরিয়াম অক্সাইড এবং এর যৌগিক পদার্থগুলিকে বিভিন্ন রাসায়নিক পদ্ধতির মাধ্যমে বিভিন্ন ইলেক্ট্রোড উপাদানগুলিকে সংশোধন করতে, তাদের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কার্যকলাপের উন্নতি করতে এবং এর ফলে ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক কার্যকলাপ এবং চূড়ান্ত অপসারণের হার বৃদ্ধি করে।

উপরের অনুঘটক মডেলগুলির জন্য মাইক্রোওয়েভ এবং আল্ট্রাসাউন্ড প্রায়ই গুরুত্বপূর্ণ সহায়ক ব্যবস্থা। একটি উদাহরণ হিসাবে অতিস্বনক সহায়তা গ্রহণ করে, প্রতি সেকেন্ডে 25kHz এর বেশি ফ্রিকোয়েন্সি সহ কম্পন শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে, বিশেষভাবে ডিজাইন করা ক্লিনিং এজেন্টের সাহায্যে তৈরি করা দ্রবণে লক্ষ লক্ষ অত্যন্ত ছোট বুদবুদ তৈরি হয়। এই ছোট বুদবুদগুলি, দ্রুত সংকোচন এবং সম্প্রসারণের সময়, ক্রমাগত বুদ্বুদ ইম্প্লোশন তৈরি করে, যা উপাদানগুলিকে অনুঘটক পৃষ্ঠে দ্রুত বিনিময় এবং ছড়িয়ে দেওয়ার অনুমতি দেয়, প্রায়শই অনুঘটকের কার্যকারিতা দ্রুতগতিতে উন্নত করে।

 
3 উপসংহার

ন্যানো সিরিয়া এবং এর যৌগিক উপকরণগুলি কার্যকরভাবে জলে আয়ন এবং জৈব দূষণকারীকে চিকিত্সা করতে পারে এবং ভবিষ্যতে জল চিকিত্সা ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, বেশিরভাগ গবেষণা এখনও পরীক্ষাগার পর্যায়ে রয়েছে, এবং ভবিষ্যতে জল চিকিত্সার দ্রুত প্রয়োগ অর্জনের জন্য, নিম্নলিখিত সমস্যাগুলি এখনও জরুরীভাবে সমাধান করা প্রয়োজন:

(1) ন্যানো অপেক্ষাকৃত উচ্চ প্রস্তুতি খরচCeO2জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে তাদের বেশিরভাগ প্রয়োগের ক্ষেত্রে ভিত্তিক উপকরণগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ হিসাবে রয়ে গেছে, যা এখনও পরীক্ষাগার গবেষণা পর্যায়ে রয়েছে। কম খরচে, সহজ এবং কার্যকরী প্রস্তুতির পদ্ধতিগুলি অন্বেষণ করা যা ন্যানো CeO2 ভিত্তিক উপকরণগুলির আকারবিদ্যা এবং আকার নিয়ন্ত্রণ করতে পারে তা এখনও গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু।

(2) ন্যানো CeO2 ভিত্তিক উপাদানগুলির ছোট কণার আকারের কারণে, ব্যবহারের পরে পুনর্ব্যবহার এবং পুনর্জন্মের সমস্যাগুলিও তাদের প্রয়োগ সীমিত করার গুরুত্বপূর্ণ কারণ। রজন উপকরণ বা চৌম্বকীয় পদার্থের সাথে এর সংমিশ্রণ এটির উপাদান প্রস্তুতি এবং পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রযুক্তির জন্য একটি মূল গবেষণা দিক হবে।

(3) ন্যানো CeO2 ভিত্তিক উপাদান জল চিকিত্সা প্রযুক্তি এবং ঐতিহ্যগত নিকাশী চিকিত্সা প্রযুক্তির মধ্যে একটি যৌথ প্রক্রিয়ার বিকাশ জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে ন্যানো CeO2 ভিত্তিক উপাদান অনুঘটক প্রযুক্তির প্রয়োগকে ব্যাপকভাবে প্রচার করবে।

(4) ন্যানো CeO2 ভিত্তিক উপকরণগুলির বিষাক্ততার উপর এখনও সীমিত গবেষণা রয়েছে এবং তাদের পরিবেশগত আচরণ এবং জল চিকিত্সা ব্যবস্থায় বিষাক্ততার প্রক্রিয়া এখনও নির্ধারণ করা হয়নি। প্রকৃত পয়ঃনিষ্কাশন প্রক্রিয়ায় প্রায়ই একাধিক দূষণকারীর সহাবস্থান জড়িত থাকে এবং সহাবস্থানকারী দূষক একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করবে, যার ফলে ন্যানোম্যাটেরিয়ালের পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য এবং সম্ভাব্য বিষাক্ততা পরিবর্তন হবে। তাই সংশ্লিষ্ট দিকগুলো নিয়ে আরও গবেষণা চালানো জরুরি।