সেরিয়াম অক্সাইডের সংশ্লেষণ ও পরিবর্তন এবং ক্যাটালাইসিসে এর প্রয়োগ

সংশ্লেষণ এবং পরিবর্তন অধ্যয়নসেরিয়াম অক্সাইড ন্যানোম্যাটেরিয়ালস

এর সংশ্লেষণসেরিয়া ন্যানোম্যাটেরিয়ালসএর মধ্যে রয়েছে বৃষ্টিপাত, কোপ্রিসিপিটেশন, হাইড্রোথার্মাল, যান্ত্রিক সংশ্লেষণ, দহন সংশ্লেষণ, সল জেল, মাইক্রো লোশন এবং পাইরোলাইসিস, যার মধ্যে প্রধান সংশ্লেষণ পদ্ধতি হল বৃষ্টিপাত এবং হাইড্রোথার্মাল। হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতিকে সবচেয়ে সহজ, সবচেয়ে লাভজনক এবং সংযোজনমুক্ত পদ্ধতি হিসেবে বিবেচনা করা হয়। হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতির প্রধান চ্যালেঞ্জ হ'ল ন্যানোস্কেল আকারবিদ্যা নিয়ন্ত্রণ করা, যার বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য যত্নশীল সমন্বয় প্রয়োজন।

এর পরিবর্তনসেরিয়াবিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে উন্নত করা যেতে পারে: (1) সিরিয়া জালিতে কম দাম বা ছোট আকারের সাথে অন্যান্য ধাতব আয়ন ডোপ করা। এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র জড়িত ধাতব অক্সাইডগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে না, তবে নতুন ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে নতুন স্থিতিশীল উপাদানগুলিও গঠন করতে পারে। (2) সিরিয়া বা এর ডোপড অ্যানালগগুলিকে উপযুক্ত বাহক পদার্থে ছড়িয়ে দিন, যেমন সক্রিয় কার্বন, গ্রাফিন ইত্যাদি।সেরিয়াম অক্সাইডসোনা, প্ল্যাটিনাম এবং প্যালাডিয়ামের মতো ধাতু ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য বাহক হিসাবেও কাজ করতে পারে। সেরিয়াম ডাই অক্সাইড ভিত্তিক উপাদানগুলির পরিবর্তনের জন্য প্রধানত ট্রানজিশন ধাতু, বিরল ক্ষার/ক্ষারযুক্ত আর্থ ধাতু, বিরল আর্থ ধাতু এবং মূল্যবান ধাতু ব্যবহার করা হয়, যেগুলির কার্যকলাপ এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা আরও ভাল।

এর আবেদনসেরিয়াম অক্সাইডএবং কম্পোজিট ক্যাটালিস্ট

1, সেরিয়ার বিভিন্ন রূপের প্রয়োগ

লরা এট আল। তিন ধরণের সেরিয়া মরফোলজি ফেজ ডায়াগ্রামের সংকল্পের রিপোর্ট করেছে, যা ক্ষার ঘনত্ব এবং হাইড্রোথার্মাল চিকিত্সা তাপমাত্রার প্রভাবকে চূড়ান্তের সাথে সম্পর্কিত করেCeO2ন্যানোস্ট্রাকচার অঙ্গসংস্থানবিদ্যা। ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে অনুঘটক কার্যকলাপ সরাসরি Ce3+/Ce4+অনুপাত এবং পৃষ্ঠের অক্সিজেন শূন্যতার ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত। ওয়েই এট আল। সংশ্লেষিত তিন Pt/CeO2বিভিন্ন বাহক আকারের অনুঘটক (রডের মতো (CeO2-আর), ঘন (CeO2-সি), এবং অষ্টহেড্রাল (CeO2-O), যা C2H4 এর নিম্ন-তাপমাত্রার অনুঘটক জারণের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত। বিয়ান এট আল। একটি সিরিজ প্রস্তুতCeO2 ন্যানোম্যাটেরিয়ালসরড-আকৃতির, ঘনক, দানাদার, এবং অষ্টহেড্রাল আকারবিদ্যা সহ, এবং অনুঘটক লোড করা হয়েছেCeO2 ন্যানো পার্টিকেল(5Ni/NPs) অন্যান্য ধরণের অনুঘটকগুলির তুলনায় অনেক বেশি অনুঘটক কার্যকলাপ এবং ভাল স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করেছেCeO2সমর্থন

2. পানিতে দূষণকারীর অনুঘটক অবক্ষয়

সেরিয়াম অক্সাইডনির্বাচিত জৈব যৌগ অপসারণের জন্য একটি কার্যকর ওজোন অক্সিডেশন অনুঘটক হিসাবে স্বীকৃত হয়েছে। জিয়াও এট আল। পাওয়া গেছে যে Pt ন্যানো পার্টিকেলগুলির সাথে ঘনিষ্ঠ যোগাযোগ রয়েছেCeO2অনুঘটক পৃষ্ঠের উপর এবং শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া সহ্য করে, যার ফলে ওজোন পচনশীল কার্যকলাপের উন্নতি হয় এবং আরও প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি তৈরি করে, যা টলুইনের জারণে অবদান রাখে। ঝাং ল্যানহে এবং অন্যরা ডোপড প্রস্তুত করেছেনCeO2/Al2O3 অনুঘটক। ডোপড মেটাল অক্সাইড জৈব যৌগ এবং O3 এর মধ্যে প্রতিক্রিয়ার জন্য একটি প্রতিক্রিয়া স্থান প্রদান করে, যার ফলে উচ্চতর অনুঘটক কর্মক্ষমতা হয়CeO2/Al2O3 এবং অনুঘটক পৃষ্ঠের সক্রিয় সাইট বৃদ্ধি

অতএব, অনেক গবেষণায় এটি দেখানো হয়েছেসেরিয়াম অক্সাইডযৌগিক অনুঘটকগুলি কেবল বর্জ্য জলের অনুঘটক ওজোন চিকিত্সার ক্ষেত্রে অপ্রত্যাশিত জৈব মাইক্রো দূষণকারীর অবক্ষয়ই বাড়াতে পারে না, তবে ওজোন অনুঘটক প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পাদিত ব্রোমেটের উপর প্রতিরোধমূলক প্রভাবও রয়েছে। ওজোন জল চিকিত্সার ক্ষেত্রে তাদের ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।

3, উদ্বায়ী জৈব যৌগের অনুঘটক অবক্ষয়

CeO2, একটি সাধারণ বিরল আর্থ অক্সাইড হিসাবে, উচ্চ অক্সিজেন সঞ্চয় ক্ষমতার কারণে মাল্টিফেজ ক্যাটালাইসিসে অধ্যয়ন করা হয়েছে।

ওয়াং এট আল। একটি হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি ব্যবহার করে একটি রড-আকৃতির মরফোলজি (3:7 এর Ce/Mn মোলার অনুপাত) সহ একটি Ce Mn যৌগিক অক্সাইড সংশ্লেষিত। Mn আয়ন মধ্যে ডোপ করা হয়CeO2ফ্রেমওয়ার্ক Ce প্রতিস্থাপন, যার ফলে অক্সিজেন শূন্যপদ ঘনত্ব বৃদ্ধি. যেহেতু Ce4+ Mn আয়ন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, আরও অক্সিজেন শূন্যতা তৈরি হয়, যা এর উচ্চ ক্রিয়াকলাপের কারণ। Du et al. রেডক্স বৃষ্টিপাত এবং হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতির সমন্বয়ে একটি নতুন পদ্ধতি ব্যবহার করে Mn Ce অক্সাইড অনুঘটক সংশ্লেষিত। তারা দেখতে পান যে ম্যাঙ্গানিজের অনুপাত এবংসেরিয়ামঅনুঘটক গঠনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং উল্লেখযোগ্যভাবে এর কর্মক্ষমতা এবং অনুঘটক কার্যকলাপ প্রভাবিত করে।সেরিয়ামম্যাঙ্গানিজেসেরিয়াম অক্সাইডটলুইনের শোষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং ম্যাঙ্গানিজ টলুইনের অক্সিডেশনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে দেখা গেছে। ম্যাঙ্গানিজ এবং সেরিয়ামের মধ্যে সমন্বয় অনুঘটক প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া উন্নত করে।

4. ফটোক্যাটালিস্ট

সান এট আল। সহ-বর্ষণ পদ্ধতি ব্যবহার করে সফলভাবে Ce Pr Fe-0 @ C প্রস্তুত করা হয়েছে। নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া হল Pr, Fe, এবং C এর ডোপিং পরিমাণ ফটোক্যাটালিটিক কার্যকলাপে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। একটি উপযুক্ত পরিমাণ Pr, Fe, এবং C এর মধ্যে প্রবর্তন করা হচ্ছেCeO2প্রাপ্ত নমুনার ফটোক্যাটালিটিক দক্ষতা ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে, কারণ এতে দূষণকারীর আরও ভালো শোষণ, দৃশ্যমান আলোর আরও কার্যকর শোষণ, কার্বন ব্যান্ডের উচ্চতর গঠনের হার এবং আরও অক্সিজেন শূন্যস্থান রয়েছে। এর বর্ধিত ফটোক্যাটালিটিক কার্যকলাপCeO2গণেসান এট আল দ্বারা প্রস্তুত করা GO ন্যানোকম্পোজিট। বর্ধিত পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, শোষণের তীব্রতা, সংকীর্ণ ব্যান্ডগ্যাপ এবং পৃষ্ঠের ফটোরেসপন্স প্রভাবের জন্য দায়ী করা হয়। লিউ এট আল। পাওয়া গেছে যে Ce/CoWO4 যৌগিক অনুঘটক সম্ভাব্য প্রয়োগের মান সহ একটি অত্যন্ত দক্ষ ফটোক্যাটালিস্ট। পেট্রোভিক এট আল। প্রস্তুতCeO2অনুঘটক ধ্রুবক কারেন্ট ইলেক্ট্রোডিপোজিশন পদ্ধতি ব্যবহার করে এবং অ-তাপীয় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ স্পন্দিত করোনা প্লাজমা দিয়ে তাদের পরিবর্তন করে। প্লাজমা পরিবর্তিত এবং অপরিবর্তিত উভয় পদার্থই প্লাজমা এবং ফটোক্যাটালিটিক অবক্ষয় প্রক্রিয়া উভয় ক্ষেত্রেই ভাল অনুঘটক ক্ষমতা প্রদর্শন করে।

উপসংহার

এই নিবন্ধটি এর সংশ্লেষণ পদ্ধতির প্রভাব পর্যালোচনা করেসেরিয়াম অক্সাইডকণা আকারবিদ্যার উপর, পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য এবং অনুঘটক কার্যকলাপের উপর অঙ্গসংস্থানবিদ্যার ভূমিকা, সেইসাথে সমন্বয়গত প্রভাব এবং প্রয়োগসেরিয়াম অক্সাইডএবং ডোপ্যান্ট এবং বাহক। যদিও সেরিয়াম অক্সাইড ভিত্তিক অনুঘটকগুলি ক্যাটালাইসিসের ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে এবং প্রয়োগ করা হয়েছে, এবং জল চিকিত্সার মতো পরিবেশগত সমস্যাগুলি সমাধানে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছে, এখনও অনেকগুলি ব্যবহারিক সমস্যা রয়েছে, যেমন অস্পষ্টসেরিয়াম অক্সাইডসেরিয়াম সমর্থিত অনুঘটকের রূপবিদ্যা এবং লোডিং প্রক্রিয়া। অনুঘটকগুলির সংশ্লেষণ পদ্ধতি, উপাদানগুলির মধ্যে সমন্বয়মূলক প্রভাব বাড়ানো এবং বিভিন্ন লোডের অনুঘটক প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করার জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন।

জার্নাল লেখক

Shandong Ceramics 2023 ইস্যু 2: 64-73

লেখক: ঝোউ বিন, ওয়াং পেং, মেং ফানপেং ইত্যাদি