Étude sur la synthèse et la modificationNanomatériaux d'oxyde de cérium
La synthèse denanomatériaux de cériaComprend les précipitations, la coprécipitation, l'hydrothermale, la synthèse mécanique, la synthèse de combustion, le gel SOL, la micro-lotion et la pyrolyse, parmi lesquelles les principales méthodes de synthèse sont les précipitations et l'hydrothermal. La méthode hydrothermale est considérée comme la méthode libre la plus simple, la plus économique et la plus additive. Le principal défi de la méthode hydrothermale est de contrôler la morphologie à l'échelle nanométrique, qui nécessite un ajustement minutieux pour contrôler ses caractéristiques.
La modification decèriePeut être amélioré par plusieurs méthodes: (1) dopant d'autres ions métalliques avec des prix inférieurs ou des tailles plus petites dans le réseau de Ceria. Cette méthode peut non seulement améliorer les performances des oxydes métalliques impliqués, mais également former de nouveaux matériaux stables avec de nouvelles propriétés physiques et chimiques. (2) Disperser Ceria ou ses analogues dopés sur des matériaux porteurs appropriés, tels que le carbone activé, le graphène, etc.Oxyde de cériumPeut également servir de transporteur pour la dispersion des métaux tels que l'or, le platine et le palladium. La modification des matériaux à base de dioxyde de cérium utilise principalement des métaux de transition, des métaux terrestres alcalins / alcalins rares, des métaux des terres rares et des métaux précieux, qui ont une meilleure activité et une meilleure stabilité thermique.
Application deOxyde de cériumet catalyseurs composites
1, l'application de différentes morphologies de Ceria
Laura et al. ont rapporté la détermination de trois types de diagrammes de phase de morphologie de la céria, qui relient les effets de la concentration alcaline et de la température du traitement hydrothermal à la finaleCEO2morphologie de la nanostructure. Les résultats indiquent que l'activité catalytique est directement liée au rapport CE3 + / CE4 + et à la concentration de vacance en oxygène de surface. Wei et al. synthétisé trois pt /CEO2catalyseurs avec différentes morphologies porteuses (tige comme (CEO2-R), cubic (CEO2-C), et octaédrique (CEO2-O), qui conviennent particulièrement à l'oxydation catalytique à basse température de C2H4. Bian et al. préparé une série deNanomatériaux CEO2avec une morphologie en forme de tige, cubique, granulaire et octaédrique, et a constaté que les catalyseurs étaient chargésNanoparticules CEO2(5NI / NPS) présentaient une activité catalytique beaucoup plus élevée et une meilleure stabilité que les catalyseurs avec d'autres formes deCEO2soutien.
2. Dégradation catalytique des polluants dans l'eau
Oxyde de cériuma été reconnu comme un catalyseur d'oxydation d'ozone efficace pour l'élimination des composés organiques sélectionnés. Xiao et al. ont constaté que les nanoparticules Pt sont en contact étroit avecCEO2Sur la surface du catalyseur et subir des interactions fortes, améliorant ainsi l'activité de décomposition de l'ozone et produisant des espèces d'oxygène plus réactives, qui contribuent à l'oxydation du toluène. Zhang Lanhe et d'autres ont préparé dopéCEO2/ Catalyseurs AL2O3. Les oxydes métalliques dopés fournissent un espace de réaction pour la réaction entre les composés organiques et l'O3, entraînant des performances catalytiques plus élevées deCEO2/ Al2O3 et une augmentation des sites actifs sur la surface du catalyseur
Par conséquent, de nombreuses études ont montré queoxyde de cériumLes catalyseurs composites peuvent non seulement améliorer la dégradation des micro-polluants organiques récalcitrants dans le domaine du traitement catalytique de l'ozone des eaux usées, mais ont également des effets inhibiteurs sur le bromate produit pendant le processus catalytique de l'ozone. Ils ont de larges perspectives d'application dans le traitement de l'eau de l'ozone.
3, dégradation catalytique des composés organiques volatils
CEO2, en tant qu'oxyde de terre rare typique, a été étudié dans la catalyse multiphasique en raison de sa capacité de stockage élevée en oxygène.
Wang et al. synthétisé un oxyde composite CE Mn avec une morphologie en forme de tige (rapport molaire CE / Mn de 3: 7) en utilisant une méthode hydrothermale. Les ions Mn ont été dopés dans leCEO2Cadre pour remplacer CE, augmentant ainsi la concentration des lacunes d'oxygène. Comme CE4 + est remplacé par des ions Mn, plus d'offres d'oxygène sont formées, ce qui est la raison de son activité plus élevée. Du et al. Catalyseurs d'oxyde MN CE synthétisés en utilisant une nouvelle méthode combinant des méthodes de précipitation redox et hydrothermales. Ils ont constaté que le rapport du manganèse etcériuma joué un rôle crucial dans la formation du catalyseur et a considérablement affecté ses performances et son activité catalytique.Cériumen manganèseoxyde de cériumjoue un rôle crucial dans l'adsorption du toluène, et il a été démontré que le manganèse joue un rôle crucial dans l'oxydation du toluène. La coordination entre le manganèse et le cérium améliore le processus de réaction catalytique.
4.Photocatalyste
Sun et al. Préparé avec succès CE PR FE-0 @ C en utilisant la méthode des précipitations CO. Le mécanisme spécifique est que la quantité de dopage de PR, Fe et C joue un rôle important dans l'activité photocatalytique. Introduire une quantité appropriée de PR, Fe et C dansCEO2Peut améliorer considérablement l'efficacité photocatalytique de l'échantillon obtenu, car il a une meilleure adsorption des polluants, une absorption plus efficace de la lumière visible, un taux de formation plus élevé de bandes de carbone et des postes vacants en oxygène. L'activité photocatalytique améliorée deCEO2-Go nanocomposites préparés par Ganesan et al. est attribué à une surface améliorée, à l'intensité d'absorption, à la bande interdite étroite et aux effets de photoréponse de surface. Liu et al. ont constaté que le catalyseur composite CE / COWO4 est un photocatalyste très efficace avec une valeur d'application potentielle. Petrovic et al. préparéCEO2Les catalyseurs utilisant une méthode d'électrodéposition à courant constant et les ont modifiés avec une pression atmosphérique non thermique pulsante du plasma de corona. Les matériaux modifiés et non modifiés en plasma présentent une bonne capacité catalytique dans les processus de dégradation plasmatique et photocatalytique.
Conclusion
Cet article passe en revue l'influence des méthodes de synthèse deoxyde de cériumSur la morphologie des particules, le rôle de la morphologie sur les propriétés de surface et l'activité catalytique, ainsi que l'effet synergique et l'application entreoxyde de cériumet des dopants et des transporteurs. Bien que les catalyseurs à base d'oxyde de cérium aient été largement étudiés et appliqués dans le domaine de la catalyse, et ont fait des progrès significatifs dans la résolution de problèmes environnementaux tels que le traitement de l'eau, il existe encore de nombreux problèmes pratiques, tels que peu clairsoxyde de cériumMécanisme de morphologie et de chargement des catalyseurs soutenus par le cérium. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la méthode de synthèse des catalyseurs, l'amélioration de l'effet synergique entre les composants et l'étude du mécanisme catalytique des différentes charges.
Auteur du journal
Shandong Ceramics 2023 Numéro 2: 64-73
Auteurs: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etc.
Heure du poste: novembre 29-2023