Ceo2lur arraroko materialen osagai garrantzitsua da. -ALurraren elementu arraroa ereKanpoko egitura elektronikoa berezia du - 4F15D16S2. 4F geruza bereziak elektroiak modu eraginkorrean gorde ditzake eta kaleratu ditzake, Cerium Ions-ek + 3 Valence State-n eta + 4 balentzia estatuan jokatzen du. Hori dela eta, zuzendari nagusiek oxigeno zulo gehiago dituzte, eta oxigenoa gordetzeko eta askatzeko gaitasun bikaina dute. CE (iii) eta CE (iv) elkarrekiko bihurketak CEO2 materialak ere hornitzen ditu oxidazio murrizteko gaitasun katalitikoekin. Gehieneko materialekin alderatuta, Nano CEO2, material ezorganiko mota berri gisa, arreta zabala izan da, gainazaleko azalera berariagatik, oxigeno biltegiratze eta askapen gaitasuna, oxigeno ioi eroankortasuna eta tenperatura altuko oxigeno hutsik dagoen gaitasuna. Gaur egun ikerketa-txosten ugari eta erlazionatutako aplikazio ugari daude Nano CEO2 katalizatzaile gisa, katalizatzaileen edo gehigarrien, osagai aktiboak eta adsorbenteak erabiliz.
1. Nanometroa prestatzeko metodoacerio oxidoa
Gaur egun, Nano Ceria-ren prestaketa metodo arruntak batez ere metodo kimikoa eta metodo fisikoa dira. Metodo kimiko desberdinen arabera, metodo kimikoak prezipitazio metodoa, metodo hidrotermikoa, metodoa solvothermal metodoa, sol gel metodoa, mikroemultsio metodoa eta elektrodeposizio metodoa bana daitezke; Metodo fisikoa artezteko metodoa da batez ere.
1.1 Artezteko metodoa
Nano Ceria prestatzeko artezteko metodoak, oro har, harea ehotzekoa erabiltzen du, kostu baxuko, ingurumen adeitasunaren, prozesatzeko abiadura bizkorraren eta prozesatzeko gaitasun sendoaren abantailak ditu. Gaur egun, Tratamendu metodo garrantzitsuena da Nano Ceria industrian. Adibidez, nano cerium oxido leuntzeko hautsa prestatzeak, oro har, kaltzinazio eta harea ehotzeko konbinazioa hartzen du eta ceriotan oinarritutako dendrazio katalizatzaileen lehengaiak ere tratamendurako edo tratatzeko minbiziarekin nahasten dira, harea ehotzekoa erabiliz. Partikularen tamaina harea artezteko harea erabiliz, Nano Ceria D50-rekin, hamarnaka nanometro eta ehunka nanometro bitartekoa izan daiteke doikuntza bidez.
1.2 Prezipitazio metodoa
Prezipitazio metodoak hauts sendoak prestatzeko metodoa aipatzen du prezipitazio, bereizketa, garbiketa, lehortzea eta disolbatzaile egokietan disolbatutako lehengaien kaltzinaren arabera. Prezipitazio metodoa oso erabilia da lurra arraroa eta dopatutako nanomaterialak prestatzean, abantailekin, hala nola prestaketa prozesu sinplea, eraginkortasun handia eta kostu baxua. Nano Ceria eta industrian material konposatuak prestatzeko ohiko metodoa da. Metodo honek Nano Ceria-k sorginketa-tenperatura eta partikulen tamaina prestatu ditzake, prezipitazioaren tenperatura, prezipitazioaren abiadura, abiadura nahastuz, eta metodo arruntak urea deskonposizioak sortutako amoniakoa da, eta Nano Ceria MicroSheres-ek zitratoak kontrolatzen ditu. Bestela, Cerium ioiak OH - Sorgind Citraty-ren hidrolisitik sortutakoa da, eta gero inkubatu eta kaltziratu egin zuen Nano Ceria Microses bezalako malutak prestatzeko.
1.3 metodo hidrotermikoak eta bakarkakoak
Bi metodo hauek tenperatura altuko eta presio handiko erreakzioaren bidez produktuak prestatzeko metodoa aipatzen dute sistema itxi batean tenperatura kritikoan. Erreakzio disolbatzailea ura denean, metodo hidrotermikoa deritzo. Dagokion, erreakzio disolbatzailea disolbatzaile organikoa denean, solvothermal metodo deritzo. Nano partikula sintetizatuek garbitasun handia dute, sakabanaketa ona eta partikula uniformeak, batez ere nano hautsak morfologia desberdinak dituzten edo kristal aurpegi bereziak dituztenak. Disolbatu cerium kloruroa ur destilatuan, irabiatu eta gehitu sodio hidroxidoaren soluzioa. Erreakzionatu hidrotermala 170 ℃ 12 orduz, cerio oxido nanorodak prestatzeko (111) eta (110) kristal planoekin. Erreakzio baldintzak egokituz, ikus daitezke kristal-planoetako kristal-planoen proportzioa handitu daiteke, beren jarduera katalitikoa areagotuz. Erreakzio disolbatzaile eta gainazaleko ligandak egokitzea Nano Ceria partikulak ere sor ditzake hidrofilikotasun berezia edo lipofilikotasuna. Adibidez, azetato ioiak fase akuosoari gehitzeak monodisperse cerio oxido hidrofilikoko nanopartikulak prestatu ditzake uretan. Erreakzioan zehar disolbatzaile ez polarra eta azido oleikoa sartuz, erreakzioan zehar, monodispere lipofiliko nanopartikulak disolbatzaile organiko ez polarrak prestatu daitezke. (Ikus 1. irudia)
1. irudia Monodisperse Nano Ceria esferikoa eta hagaxka itxurako nano ceria
1.4 Sol gel metodoa
Sol gelen metodoa aitzindariak diren metodoak erabiltzen dituen metodoa da, erreakzio kimikoak egiten dituena, hala nola hidrolisia, hala nola, likido fasean Sol osatzeko, eta gero gelak zahartu ondoren, eta azkenean, hautsak eta kaltzinak mugitzen ditu ultrafin hautsak prestatzeko. Metodo hau bereziki egokia da nano ceria konposatu nanomaterialak prestatzeko, hala nola, cerium burdina, cerio titanioa, cerium zirkonioa eta nano oxido konposatuak, txosten askotan jakinarazi baitira.
1.5 Beste metodo batzuk
Aurreko metodoekin batera, mikro lozio metodoa ere badaude, mikrouhin sintesia metodoa, elektrodoposizio metodoa, plasma sugar errekuntzako metodoa, ioi trukeko mintza elektrolisi metodoa eta beste metodo asko. Metodo hauek garrantzi handia dute Nano Ceria ikertzeko eta aplikatzeko.
2 nanometroko cerio oxidoaren aplikazioa uretako tratamenduan
Cerium da lurreko elementu arraroen artean elementurik ugariena, prezio baxuak eta aplikazio zabalak dituztenak. Nanometroak Ceria eta bere konpositeek arreta handia erakarri dute uraren tratamenduaren arloan, gainazaleko azalera eta jarduera katalitiko altua eta egiturazko egonkortasun bikaina direla eta.
2.1 aplikazioaNano cerium oxidoauraren tratamenduan adsorzio metodoaren arabera
Azken urteotan, elektronika industria bezalako industriak garatzearekin batera, metalezko ioiak eta fluorinoak bezalako kutsatzaileak dituzten hondakin-ur kopuru handia deskargatu da. Arrastoen kontzentrazioetan ere, uretako organismoei eta giza bizi-inguruneari kalte handia eragin diezaieke. Normalean erabilitako metodoak oxidazioa, flotazioa, alderantzizko osmosia, adsorzioa, nanofiltrazioa, biosofilazioa eta abar daude. Adsorzio teknologia askotan hartzen da operazio sinplea, kostu baxua eta tratamendu handiko eraginkortasuna dela eta. Nano CEO2 Materialek gainazaleko azalera eta gainazal handiko jarduera altuak dituzte adsorbente gisa, eta txosten ugari egin dira Nano zuzendari porotsuaren sintesiari buruz eta bere material konposatuak morfologia desberdinak adsorbatzeko eta ioiak kaltegarriak uretatik kentzeko.
Ikerketek erakutsi dute Nano Ceriak adsorzio-ahalmen handia duela f - uretan baldintza azido ahulen azpian. F - 100 mgg / l eta ph = 5-6 hasierako kontzentrazioarekin batera, F - 23mg / G da, eta F - kentzeko tasa% 85,6 da. Azido poliazrikoaren erretxina bola batean kargatu ondoren (karga zenbatekoa: 0,25g / g), F -% 99tik gorakoak izan daitezke, F - soluzio ikosoko 100mg / l-ko bolumen berdina tratatzeko; Bolumena 120 aldiz prozesatzean, F -% 90 baino gehiago kendu daiteke. Fosfatoa eta iodate adsorbatzen direnean, adsortzio-ahalmena 100mgg / g baino gehiago lor daiteke dagokion Adsorzio Estatuko egokienean. Erabilitako materiala berrerabil daiteke desorzio eta neutralizazio tratamendu sinplearen ondoren, onura ekonomiko handiak dituena.
Metal astun toxikoen eta tratamenduari buruzko azterlan ugari daude, hala nola arsenikoa, kromikoa, kadmioa eta Nano Ceria eta bere material konposatuak erabiliz. Adsorziorako PH optimoa Valentzia estatu desberdinetako metalezko ioi astunak aldatzen dira. Adibidez, bias neutroak dituzten egoera alkalino ahulak (III) adsortzio estatu onena du, eta adsorzio egoera optimoa (v) baldintza azido ahuletan lortzen den bitartean, adsorzio-ahalmena 110mg / g baino gehiago lor daiteke bi baldintzetan. Orokorrean, Nano Ceria eta bere material konposatuen sintesi optesiak adsortzio eta kentzeko tasa altuak lor ditzakete pH tarte zabal baten gainean.
Bestalde, cerium oxidoetan oinarritutako nanomaterialek ere emanaldi bikainak dituzte hondakin-uren artean, adibidez, lehendik dauden kasuetan, nano Ceria porous esparruak metodo elektrokimikoek prestatutakoa. 942,7MG / G 60 minututan.
2.2 Nano Ceria aplikazioa oxidazio prozesu aurreratuetan
Oxidazio prozesu aurreratua (AOPS for Laburpena) lehendik dagoen tratamendu sistema anhidroak hobetzea proposatzen da. Oxidazio prozesu aurreratua, oxidazio teknologia sakon gisa ere ezaguna da. Erradikal eta erreakzioen eta abarren erradikal eta erreakzioen eta abarren erreakzio-baldintzetan, elektrizitatearen, soinuaren eta abarren arabera, oxidazio fotokimikoan, oxidazio katalitikoan, ozono oxidazioan, ozono oxidazio, oxidazio elektrokimikoa eta abar banatu daitezke.
2. irudia Sailkapen eta teknologia oxidazio prozesuaren konbinazioa
Nano ceriaOxidazio prozesu aurreratuan erabiltzen den katalizatzaile heterogeneoa da. CE3 + eta CE4 + arteko bihurketa bizkorra dela eta, oxigenoaren xurgapen eta askapenaren ondorioz sortutako oxidazio-murrizketa bizkorreko efektuak, Nano Ceriak gaitasun katalitiko ona du. Katalungo sustatzaile gisa erabiltzen denean, gaitasun katalitikoa eta egonkortasuna ere modu eraginkorrean hobetu ditzake. Nano Ceria eta bere material konposatuak katalizatzaile gisa erabiltzen direnean, propietate katalitikoak asko aldatzen dira morfologiarekin, partikulen tamainarekin eta agerian dauden kristal-planoekin, hau da, beren errendimendua eta eskaerei eragiten dieten funtsezko faktoreak. Orokorrean uste da partikulak eta zenbat eta handiagoa izan azalera zehatza, orduan eta handiagoa da gune aktibo dagokiona, eta gaitasun katalitikoa indartsuagoa izan da. Agortutako kristalaren gainazalaren gaitasun katalitikoa, indartsu eta ahuletik, (100) kristal azalera> (110) kristal azalera> (111) kristal azalera da, eta dagokion egonkortasuna kontrakoa da.
Cerio oxidoa material erdieroale bat da. Nanometroen oxidoa fotoien bidez energiaren bidez, banda hutsunea baino handiagoa da, Valence Band elektroiak hunkituta daude eta trantsizioen birkonbinazio portaera gertatzen da. Jokabide honek CE3 + CE4 + CE4 + ren bihurketa-tasa sustatuko du, Nano Ceria-ren jarduera fotokatalitiko sendoa sortuz. Fotokatalisiak materia organikoaren degradazio zuzena lor dezake bigarren mailako kutsadurarik gabe, beraz, bere aplikazioa Nano Ceria-ren arloan Aop-en dagoen teknologia da. Gaur egun, Azo koloratzaileen, fenol, klorobenzenoaren eta farmazia hondakin-uren degradazio katalitikoaren tratamendu katalitikoan dago, morfologia desberdinak eta konposizio konposatuak erabiliz. Txostenaren arabera, Katalizatzaileen sintetizazio metodoaren eta eredu katalitikoen baldintzetan, substantzia horien degradazio ahalmena% 80 baino gehiago lor daiteke eta karbono organiko osoaren (TOC) kentzeko ahalmena% 40 baino gehiago izan daiteke.
Nano cerium oxidoaren katalisia kutsatzaile organikoen degradaziorako, hala nola ozona eta hidrogeno peroxidoa bezalakoa da. Fotokatalisiaren antzekoa, Nano Ceria-k morfologia edo kristalezko plano desberdinak eta ceriotan oinarritutako oxidatzaile katalitiko konposatuak ditu, kutsatzaile organikoak oxidatzeko eta degradatzeko. Erantzun horrelakoetan, katalizatzaileek erradikal aktibo ugari sor ditzake ozono edo hidrogeno peroxidoaren ondorioz, kutsatzaile organikoetatik erasotzen dutenak eta degradazio oxidatzaileen gaitasun eraginkorragoak lortzen dituztenak. Erreakzioan oxidatzaileak sartzeagatik, konposatu organikoak kentzeko gaitasuna asko hobetzen da. Erreakzio gehienetan, xede substantziaren azken kentzea% 100era iritsi edo hurbildu daiteke eta TOC kentzeko tasa ere handiagoa da.
Oxidazio prozesu elektronikoaren metodo elektokatalitikoan, oxigeno-bilakaera handiko anoi-materialaren propietateak kutsatzaile organiko tratatzeko oxidazio elektronikoaren metodo elektrokatalitikoaren selektibitatea zehazten du. Katodo materiala H2O2-ren produkzioa zehazteko faktore garrantzitsua da eta H2O2-ren produkzioak kutsatzaile organikoak tratatzeko oxidazio elektroniko aurreratuaren metodoaren eraginkortasuna zehazten du. Nano Ceria erabiliz elektrodoen materialen aldaketaren azterketak arreta zabala jaso du barnean eta nazioartean. Ikertzaileek Nano Cerium oxidoa eta bere material konposatuak metodo kimiko desberdinen bidez aurkezten dituzte, elektrodo material desberdinak aldatzeko, jarduera elektrokimikoa hobetzeko, eta, horrela, jarduera elektrokatalitikoa eta azken kentzeko tasa handitzen dute.
Mikrouhinak eta ultrasoinuak sarritan ohiko neurri garrantzitsuak dira aurreko eredu katalitikoetarako. Ultrasoinu laguntza gisa hartuz, bibrazio soinu uhinak segundoko 25 khz baino handiagoa duten maiztasunekin, milioika burbuila oso txikiak sortzen dira bereziki diseinatutako garbiketa agente batekin formulatutako soluzio batean. Burbuila txiki horiek, konpresio azkarrean eta hedapenean, etengabe burbuilaren inplosioa sortzen dute, materialak katalizatzailearen gainazalean azkar trukatzeko eta hedatzeko aukera ematen dutenak, askotan eraginkortasun katalitikoa esponentzialki hobetzen dutenak.
3 Ondorioz
Nano Ceria eta bere material konposatuak uretan ioiak eta kutsatzaile organikoak modu eraginkorrean tratatu ditzakete, eta aplikazio garrantzitsua izan dezakete etorkizuneko uretako araztegietan. Hala ere, ikerketa gehienak laborategiko etapan daude oraindik, eta etorkizunean uretako tratamendua lortzeko aplikazio azkarra lortzeko, gai hauek premiazkoa izan behar dute oraindik:
(1) Nanoren prestaketa nahiko handiaCeo2Oinarritutako materialak faktore garrantzitsuak izaten jarraitzen du uretako tratamenduan, oraindik ere laborategiko ikerketa fasean. Nano zuzendariaren oinarritutako materialen morfologia eta tamaina arautu ditzaketen prestaketa txikiko eta eraginkorrak esploratu, oraindik ere ikerketa ardatza da.
(2) Nano CEO2 oinarritutako materialen partikula txikien tamaina dela eta, erabili ondoren birziklapen eta birsorkuntza gaiak ere faktore garrantzitsuak dira haien aplikazioa mugatzen dutenak. Erretxina materialekin edo material magnetikoekin konposatua funtsezko ikerketa norabidea izango da material prestatzeko eta birziklatzeko teknologiarako.
(3) Nano CEO2 oinarritutako materialen tratamendu teknologikoan eta estolderia tradizionalen teknologiaren arteko prozesu bateratua garatzeak asko bultzatuko du Nano CEO2 oinarritutako material katalitikoaren aplikazioa uraren tratamenduaren arloan.
(4) Oraindik ikerketa mugatua dago Nano CEO2 oinarritutako materialen toxikotasunari buruz, eta urak tratatzeko sistemetan ingurumen-portaera eta toxikotasun mekanismoa ez da oraindik zehaztu oraindik. Benetako araztegien tratamendu prozesuak askotan kutsatzaile anitzen bizikidetza dakar eta eta kutsatzaileen kutsatzaileek elkarren artean elkarreragituko dute, eta, beraz, nanomaterialen azaleraren ezaugarriak eta toxikotasun potentziala aldatu egingo dira. Hori dela eta, erlazionatutako alderdiei buruzko ikerketa gehiago egiteko premiazkoa da.
Posta: 2012-22-22 maiatza