Studija o sintezi i modifikacijiNanomaterijali cerijevog oksida
Sinteza odceria nanomaterijalauključuje precipitaciju, koprecipitaciju, hidrotermalnu, mehaničku sintezu, sintezu sagorevanjem, sol gel, mikro losion i pirolizu, među kojima su glavne metode sinteze precipitacija i hidrotermalna. Hidrotermalna metoda se smatra najjednostavnijom, najekonomičnijom metodom bez aditiva. Glavni izazov hidrotermalne metode je kontrola morfologije nanorazmjera, što zahtijeva pažljivo prilagođavanje kako bi se kontrolisale njene karakteristike.
Modifikacija odceriamože se poboljšati kroz nekoliko metoda: (1) dopiranje drugih metalnih jona po nižim cijenama ili manjim veličinama u cerijevoj rešetki. Ova metoda ne samo da može poboljšati performanse uključenih metalnih oksida, već i formirati nove stabilne materijale s novim fizičkim i kemijskim svojstvima. (2) Raspršiti ceriju ili njene dopirane analoge na odgovarajuće materijale nosača, kao što su aktivni ugljen, grafen, itd.Cerijum oksidmože poslužiti i kao nosač za dispergiranje metala kao što su zlato, platina i paladijum. Modifikacija materijala na bazi cerij dioksida uglavnom koristi prelazne metale, retke alkalne/zemnoalkalne metale, retke zemne metale i plemenite metale, koji imaju bolju aktivnost i termičku stabilnost.
Primjena ofCerium Oxidei kompozitni katalizatori
1, Primjena različitih morfologija cerije
Laura i dr. prijavio je određivanje tri tipa faznih dijagrama morfologije cerije, koji povezuju efekte koncentracije alkalija i temperature hidrotermalne obrade na konačnuCeO2morfologija nanostrukture. Rezultati pokazuju da je katalitička aktivnost direktno povezana sa odnosom Ce3+/Ce4+ i površinskom koncentracijom kiseonika. Wei et al. sintetizirao tri Pt/CeO2katalizatori s različitim morfologijama nosača (kao štap (CeO2-R), kubni (CeO2-C) i oktaedarski (CeO2-O), koji su posebno pogodni za niskotemperaturnu katalitičku oksidaciju C2H4. Bian et al. pripremio serijuCeO2 nanomaterijalisa šipkastom, kubičnom, granularnom i oktaedarskom morfologijom, i otkrio da su katalizatori napunjeniCeO2 nanočestice(5Ni/NP) su pokazali mnogo veću katalitičku aktivnost i bolju stabilnost od katalizatora s drugim oblicimaCeO2podrška.
2.Katalitička degradacija zagađivača u vodi
Cerijum oksidje prepoznat kao efikasan katalizator oksidacije ozona za uklanjanje odabranih organskih spojeva. Xiao et al. otkrili da su nanočestice Pt u bliskom kontaktu saCeO2na površini katalizatora i podliježu jakim interakcijama, čime se poboljšava aktivnost razlaganja ozona i proizvodi više reaktivnih vrsta kisika, koje doprinose oksidaciji toluena. Zhang Lanhe i drugi su pripremali dopingCeO2/Al2O3 katalizatori. Dopirani metalni oksidi obezbeđuju reakcioni prostor za reakciju između organskih jedinjenja i O3, što rezultira većim katalitičkim performansamaCeO2/Al2O3 i povećanje aktivnih mesta na površini katalizatora
Stoga su mnoge studije to pokazalecerij oksidkompozitni katalizatori ne samo da mogu poboljšati razgradnju neposlušnih organskih mikro zagađivača u području katalitičkog tretmana otpadnih voda ozonom, već imaju i inhibitorni učinak na bromat koji nastaje tokom katalitičkog procesa ozona. Imaju široku perspektivu primjene u tretmanu vode ozonom.
3, Katalitička degradacija hlapljivih organskih spojeva
CeO2, kao tipičan oksid rijetkih zemalja, proučavan je u višefaznoj katalizi zbog svog visokog kapaciteta skladištenja kisika.
Wang et al. sintetizirao Ce Mn kompozitni oksid sa morfologijom u obliku štapa (Ce/Mn molarni omjer 3:7) koristeći hidrotermalnu metodu. Mn joni su dopirani uCeO2okvir za zamjenu Ce, čime se povećava koncentracija slobodnih mjesta za kisik. Kako se Ce4+ zamjenjuje ionima Mn, stvara se više slobodnih mjesta za kisik, što je razlog njegove veće aktivnosti. Du et al. sintetizirali Mn Ce oksid katalizatore koristeći novu metodu koja kombinira redoks precipitaciju i hidrotermalne metode. Otkrili su da je odnos mangana icerijumodigrao je presudnu ulogu u formiranju katalizatora i značajno je utjecao na njegove performanse i katalitičku aktivnost.Ceriumu manganucerij oksidigra ključnu ulogu u adsorpciji toluena, a pokazalo se da mangan igra ključnu ulogu u oksidaciji toluena. Koordinacija između mangana i cerija poboljšava proces katalitičke reakcije.
4.Fotokatalizator
Sun et al. uspješno pripremljen Ce Pr Fe-0 @ C metodom koprecipitacije. Specifičan mehanizam je da količina dopinga Pr, Fe i C igra važnu ulogu u fotokatalitičkoj aktivnosti. Uvođenje odgovarajuće količine Pr, Fe i C uCeO2može značajno poboljšati fotokatalitičku efikasnost dobijenog uzorka, jer ima bolju adsorpciju zagađivača, efikasniju apsorpciju vidljive svjetlosti, veću brzinu formiranja ugljičnih traka i više slobodnih mjesta za kisik. Povećana fotokatalitička aktivnostCeO2-GO nanokompoziti koje su pripremili Ganesan et al. se pripisuje povećanoj površini, intenzitetu apsorpcije, uskom pojasu i efektima površinskog fotoodgovora. Liu et al. otkrili da je Ce/CoWO4 kompozitni katalizator visoko efikasan fotokatalizator s potencijalnom primjenom. Petrović i dr. pripremljenoCeO2katalizatori koji koriste metodu elektrodepozicije konstantne struje i modificiraju ih netermalnim atmosferskim tlakom pulsirajućom korona plazmom. I plazma modificirani i nemodificirani materijali pokazuju dobru katalitičku sposobnost u plazma i fotokatalitičkim procesima razgradnje.
Zaključak
Ovaj članak razmatra utjecaj metoda sintezecerij oksido morfologiji čestica, ulozi morfologije na površinskim svojstvima i katalitičkoj aktivnosti, kao i o sinergijskom učinku i primjeni izmeđucerij oksidi dodatke i nosače. Iako su katalizatori na bazi cerijevog oksida široko proučavani i primijenjeni u području katalize, te su postigli značajan napredak u rješavanju ekoloških problema kao što je tretman vode, još uvijek postoje mnogi praktični problemi, kao što su nejasnicerij oksidmorfologija i mehanizam punjenja katalizatora na bazi cerijuma. Potrebna su dalja istraživanja o metodi sinteze katalizatora, pojačavanju sinergijskog efekta između komponenti i proučavanju katalitičkog mehanizma različitih opterećenja.
Autor časopisa
Shandong Ceramics 2023 Izdanje 2: 64-73
Autori: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, itd
Vrijeme objave: 29.11.2023