Sünteesi ja modifikatsiooni uurimineTseeriumoksiidi nanomaterjalid
Sünteestseeria nanomaterjalidhõlmab sadestamist, koossadest, hüdrotermilist, mehaanilist sünteesi, põlemissünteesi, soolgeeli, mikrolosjooni ja pürolüüsi, mille hulgas on peamised sünteesimeetodid sadestamine ja hüdrotermiline. Hüdrotermilist meetodit peetakse kõige lihtsamaks, ökonoomsemaks ja lisanditeta meetodiks. Hüdrotermilise meetodi peamine väljakutse on kontrollida nanoskaala morfoloogiat, mis nõuab selle omaduste kontrollimiseks hoolikat kohandamist.
Modifikatsioontseeriasaab täiustada mitme meetodi abil: (1) teiste metalliioonide dopimine madalama hinnaga või väiksema suurusega tseeria võres. See meetod ei saa mitte ainult parandada asjaomaste metallioksiidide jõudlust, vaid ka moodustada uusi stabiilseid materjale, millel on uued füüsikalised ja keemilised omadused. (2) Dispergeerige tseerium või selle legeeritud analoogid sobivatele kandematerjalidele, nagu aktiivsüsi, grafeen jne.Tseeriumoksiidvõib olla ka kandja metallide, nagu kuld, plaatina ja pallaadium, dispergeerimiseks. Tseeriumdioksiidil põhinevate materjalide modifitseerimisel kasutatakse peamiselt siirdemetalle, haruldasi leelis-/leelismuldmetalle, haruldasi muldmetalle ja väärismetalle, millel on parem aktiivsus ja termiline stabiilsus.
RakendusTseeriumoksiidja komposiitkatalüsaatorid
1, Ceria erinevate morfoloogiate rakendamine
Laura jt. teatas kolme tüüpi tseeria morfoloogia faasidiagrammide määramisest, mis seovad leelise kontsentratsiooni ja hüdrotermilise töötlemistemperatuuri mõju lõplikule tulemusele.CeO2nanostruktuuri morfoloogia. Tulemused näitavad, et katalüütiline aktiivsus on otseselt seotud Ce3+/Ce4+ suhte ja pinna hapnikuvakantsuskontsentratsiooniga. Wei et al. sünteesitud kolm Pt/CeO2erineva kandjamorfoloogiaga katalüsaatorid (varrastelaadsed (CeO2-R), kuup (CeO2-C) ja oktaeedriline (CeO2-O), mis sobivad eriti hästi C2H4 katalüütiliseks oksüdeerimiseks madalal temperatuuril. Bian et al. koostanud sarjaCeO2 nanomaterjalidvardakujulise, kuubikujulise, teralise ja oktaeedrilise morfoloogiaga ning leidis, et katalüsaatorid laetakseCeO2 nanoosakesed(5Ni / NP-d) näitasid palju kõrgemat katalüütilist aktiivsust ja paremat stabiilsust kui muud tüüpi katalüsaatorid.CeO2toetust.
2.Saasteainete katalüütiline lagunemine vees
Tseeriumoksiidon tunnistatud tõhusaks osooni oksüdatsiooni katalüsaatoriks valitud orgaaniliste ühendite eemaldamiseks. Xiao et al. leidis, et Pt nanoosakesed on tihedas kontaktisCeO2katalüsaatori pinnale ja läbivad tugevat vastasmõju, parandades seeläbi osooni lagunemise aktiivsust ja tekitades rohkem reaktiivseid hapniku liike, mis aitavad kaasa tolueeni oksüdeerumisele. Zhang Lanhe ja teised valmistasid dopingutCeO2/Al2O3 katalüsaatorid. Legeeritud metallioksiidid pakuvad reaktsiooniruumi orgaaniliste ühendite ja O3 vaheliseks reaktsiooniks, mille tulemuseks on suurem katalüütiline jõudlusCeO2/Al2O3 ja aktiivsete kohtade suurenemine katalüsaatori pinnal
Seetõttu on paljud uuringud seda näidanudtseeriumoksiidKomposiitkatalüsaatorid ei saa mitte ainult suurendada tõrksate orgaaniliste mikrosaasteainete lagunemist reovee katalüütilise osoonitöötluse valdkonnas, vaid neil on ka pärssiv toime osooni katalüütilise protsessi käigus tekkivale bromaadile. Neil on laialdased kasutusvõimalused osoonivee töötlemisel.
3, lenduvate orgaaniliste ühendite katalüütiline lagunemine
CeO2, kui tüüpilist haruldaste muldmetallide oksiidi, on selle suure hapnikusalvestusvõime tõttu uuritud mitmefaasilises katalüüsis.
Wang et al. sünteesis hüdrotermilise meetodi abil vardakujulise morfoloogiaga Ce Mn komposiitoksiidi (Ce/Mn molaarsuhe 3:7). Mn ioonid olid legeeritudCeO2raamistik asendada Ce, suurendades seeläbi hapnikuvabade töökohtade kontsentratsiooni. Kuna Ce4+ asendub Mn ioonidega, tekib rohkem hapnikuvabu kohti, mis on selle suurema aktiivsuse põhjuseks. Du et al. sünteesiti Mn Ce oksiidkatalüsaatorid, kasutades uut meetodit, mis ühendab redokssadestamise ja hüdrotermilisi meetodeid. Nad leidsid, et mangaani jatseeriummängis otsustavat rolli katalüsaatori moodustamisel ja mõjutas oluliselt selle jõudlust ja katalüütilist aktiivsust.Tseeriummangaanistseeriumoksiidmängib üliolulist rolli tolueeni adsorptsioonis ja mangaanil on tõestatud oluline roll tolueeni oksüdeerimisel. Mangaani ja tseeriumi koordineerimine parandab katalüütilise reaktsiooni protsessi.
4.Fotokatalüsaator
Sun et al. edukalt valmistatud Ce Pr Fe-0 @ C, kasutades kaassadestamise meetodit. Spetsiifiline mehhanism seisneb selles, et Pr, Fe ja C dopingu kogus mängib fotokatalüütilises aktiivsuses olulist rolli. Sobiva koguse Pr, Fe ja C sisestamineCeO2võib oluliselt parandada saadud proovi fotokatalüütilist efektiivsust, kuna sellel on parem saasteainete adsorptsioon, tõhusam nähtava valguse neeldumine, suurem süsinikuribade moodustumise kiirus ja rohkem hapnikuvabu kohti. Suurenenud fotokatalüütiline aktiivsusCeO2-GO nanokomposiidid, mille valmistasid Ganesan et al. on omistatud suurenenud pindalale, neeldumise intensiivsusele, kitsale ribalaiusele ja pinna fotoreaktsiooni efektidele. Liu et al. leidis, et Ce / CoWO4 komposiitkatalüsaator on potentsiaalse kasutusväärtusega ülitõhus fotokatalüsaator. Petrovic et al. ette valmistatudCeO2katalüsaatorid, kasutades konstantse voolu elektrosadestamise meetodit ja modifitseerinud neid mittetermilise atmosfäärirõhuga pulseeriva koroonaplasmaga. Nii plasma modifitseeritud kui ka modifitseerimata materjalidel on hea katalüütiline võime nii plasma kui ka fotokatalüütilise lagunemise protsessis.
Järeldus
Selles artiklis käsitletakse sünteesimeetodite mõjutseeriumoksiidosakeste morfoloogiast, morfoloogia rollist pinna omadustes ja katalüütilises aktiivsuses, samuti sünergistlik mõju ja rakendustseeriumoksiidning lisandid ja kandjad. Kuigi tseeriumoksiidil põhinevaid katalüsaatoreid on katalüüsi valdkonnas laialdaselt uuritud ja kasutatud ning need on saavutanud märkimisväärseid edusamme keskkonnaprobleemide (nt veepuhastus) lahendamisel, on siiski palju praktilisi probleeme, nagu näiteks ebaselge.tseeriumoksiidTseeriumiga katalüsaatorite morfoloogia ja laadimismehhanism. Täiendavaid uuringuid on vaja katalüsaatorite sünteesimeetodil, komponentidevahelise sünergilise efekti tugevdamisel ja erinevate koormuste katalüütilise mehhanismi uurimisel.
Ajakirja autor
Shandong Ceramics 2023, 2. väljaanne: 64–73
Autorid: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng jne
Postitusaeg: 29.11.2023