Studium syntézy a modifikaceNanomateriály oxidu ceru
Syntézananomateriály ceriazahrnuje srážení, koprecipitaci, hydrotermální, mechanickou syntézu, spalovací syntézu, sol gel, mikrolotion a pyrolýzu, mezi nimiž jsou hlavními metodami syntézy srážení a hydrotermální. Hydrotermální metoda je považována za nejjednodušší, nejúspornější a bez přísad. Hlavním úkolem hydrotermální metody je řídit morfologii nanoměřítek, která vyžaduje pečlivé přizpůsobení k řízení jejích charakteristik.
Modifikacecerialze zlepšit několika metodami: (1) dotováním jiných kovových iontů za nižší ceny nebo menší velikosti v mřížce ceru. Tato metoda může nejen zlepšit výkon použitých oxidů kovů, ale také vytvořit nové stabilní materiály s novými fyzikálními a chemickými vlastnostmi. (2) Dispergujte cerii nebo její dotované analogy na vhodné nosné materiály, jako je aktivní uhlí, grafen atd.Oxid cerumůže také sloužit jako nosič pro dispergování kovů, jako je zlato, platina a palladium. Modifikace materiálů na bázi oxidu ceričitého využívá hlavně přechodné kovy, vzácné alkalické kovy/kovy alkalických zemin, kovy vzácných zemin a drahé kovy, které mají lepší aktivitu a tepelnou stabilitu.
AplikaceOxid cerua kompozitní katalyzátory
1, Aplikace různých morfologií ceru
Laura a kol. popsali stanovení tří typů fázových diagramů morfologie ceru, které spojují účinky koncentrace alkálie a teploty hydrotermální úpravy s konečným výsledkemCeO2morfologie nanostruktur. Výsledky ukazují, že katalytická aktivita přímo souvisí s poměrem Ce3+/Ce4+ a koncentrací povrchového kyslíku. Wei a kol. syntetizované tři Pt/CeO2katalyzátory s různými morfologiemi nosiče (tyčovité (CeO2-R), krychlový (CeO2-C) a oktaedrické (CeO2-O), které jsou zvláště vhodné pro nízkoteplotní katalytickou oxidaci C2H4. Bian a kol. připravil řaduCeO2 nanomateriálys tyčovitou, krychlovou, granulární a oktaedrickou morfologií a zjistili, že katalyzátory naložené naNanočástice CeO2(5Ni/NP) vykazovaly mnohem vyšší katalytickou aktivitu a lepší stabilitu než katalyzátory s jinými formamiCeO2podpora.
2. Katalytická degradace polutantů ve vodě
Oxid cerubyl uznán jako účinný katalyzátor oxidace ozonu pro odstraňování vybraných organických sloučenin. Xiao a kol. zjistili, že nanočástice Pt jsou v těsném kontaktu sCeO2na povrchu katalyzátoru a podléhají silným interakcím, čímž se zlepšuje aktivita rozkladu ozonu a produkují se reaktivnější formy kyslíku, které přispívají k oxidaci toluenu. Zhang Lanhe a další se připravovali nadopovanéCeO2/Al2O3 katalyzátory. Dopované oxidy kovů poskytují reakční prostor pro reakci mezi organickými sloučeninami a O3, což má za následek vyšší katalytický výkonCeO2/Al2O3 a zvýšení aktivních míst na povrchu katalyzátoru
Proto to prokázalo mnoho studiíoxid cerukompozitní katalyzátory mohou nejen zlepšit degradaci odolných organických mikropolutantů v oblasti katalytického čištění odpadních vod ozonem, ale mají také inhibiční účinky na bromičnany produkované během ozonového katalytického procesu. Mají široké uplatnění při úpravě vody ozónem.
3,Katalytická degradace těkavých organických látek
CeO2, jako typický oxid vzácných zemin, byl studován ve vícefázové katalýze kvůli své vysoké kapacitě ukládání kyslíku.
Wang a kol. syntetizovali kompozitní oxid Ce Mn s tyčinkovitou morfologií (molární poměr Ce/Mn 3:7) pomocí hydrotermální metody. Ionty Mn byly dopovány doCeO2rámec nahradit Ce, čímž se zvýší koncentrace volných kyslíkových míst. Tím, že je Ce4+ nahrazen ionty Mn, vzniká více kyslíkových volných míst, což je důvodem jeho vyšší aktivity. Du a kol. syntetizoval katalyzátory na bázi oxidu Mn Ce pomocí nové metody kombinující redoxní srážení a hydrotermální metody. Zjistili, že poměr manganu acersehrál zásadní roli při vzniku katalyzátoru a významně ovlivnil jeho výkonnost a katalytickou aktivitu.Ceriumv manganuoxid ceruhraje klíčovou roli při adsorpci toluenu a bylo prokázáno, že mangan hraje klíčovou roli při oxidaci toluenu. Koordinace mezi manganem a cerem zlepšuje proces katalytické reakce.
4.Fotokatalyzátor
Sun a kol. úspěšně připravený Ce Pr Fe-0 @ C pomocí koprecipitační metody. Specifickým mechanismem je, že dopingové množství Pr, Fe a C hraje důležitou roli ve fotokatalytické aktivitě. Zavedení vhodného množství Pr, Fe a C doCeO2může výrazně zlepšit fotokatalytickou účinnost získaného vzorku, protože má lepší adsorpci znečišťujících látek, efektivnější absorpci viditelného světla, vyšší rychlost tvorby uhlíkových pásů a více volných kyslíkových míst. Zvýšená fotokatalytická aktivitaCeO2-GO nanokompozity připravené Ganesanem et al. je přisuzována zvýšené povrchové ploše, intenzitě absorpce, úzké šířce pásma a účinkům povrchové fotoreakce. Liu a kol. zjistili, že kompozitní katalyzátor Ce/CoWO4 je vysoce účinný fotokatalyzátor s potenciální aplikační hodnotou. Petrovic a kol. připravenýCeO2katalyzátory využívající metodu elektrolytického nanášení konstantním proudem a modifikovaly je netermálním atmosférickým tlakem pulzujícím korónovým plazmatem. Plazmově modifikované i nemodifikované materiály vykazují dobrou katalytickou schopnost v plazmových i fotokatalytických degradačních procesech.
Závěr
Tento článek shrnuje vliv metod syntézyoxid ceruna morfologii částic, roli morfologie na povrchové vlastnosti a katalytickou aktivitu, stejně jako synergický efekt a aplikaci mezioxid cerua dopantů a nosičů. Přestože katalyzátory na bázi oxidu ceru byly široce studovány a používány v oblasti katalýzy a dosáhly významného pokroku v řešení environmentálních problémů, jako je úprava vody, stále existuje mnoho praktických problémů, jako jsou nejasnostioxid cerumorfologie a mechanismus zatížení katalyzátorů na nosiči ceru. Je zapotřebí dalšího výzkumu metody syntézy katalyzátorů, zvýšení synergického účinku mezi složkami a studium katalytického mechanismu různých zátěží.
Autor deníku
Keramika Shandong 2023 Vydání 2: 64-73
Autoři: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng atd
Čas odeslání: 29. listopadu 2023