Estudo sobre a síntese e modificaciónNanomateriais de óxido de cerio
A síntese denanomateriais de ceriainclúe precipitación, coprecipitación, hidrotermal, síntese mecánica, síntese de combustión, sol gel, microloción e pirólise, entre os que os principais métodos de síntese son a precipitación e a hidrotermal. O método hidrotermal considérase o método máis sinxelo, económico e libre de aditivos. O principal reto do método hidrotermal é controlar a morfoloxía a nanoescala, que require un coidado axuste para controlar as súas características.
A modificación deceriapódese mellorar a través de varios métodos: (1) dopando outros ións metálicos con prezos máis baixos ou tamaños máis pequenos na rede de ceria. Este método non só pode mellorar o rendemento dos óxidos metálicos implicados, senón que tamén pode formar novos materiais estables con novas propiedades físicas e químicas. (2) Dispersa ceria ou os seus análogos dopados en materiais portadores axeitados, como carbón activado, grafeno, etc.Óxido de ceriotamén pode servir como vehículo para dispersar metais como ouro, platino e paladio. A modificación de materiais a base de dióxido de cerio utiliza principalmente metais de transición, metais alcalinos/alcalinotérreos raros, metais de terras raras e metais preciosos, que teñen unha mellor actividade e estabilidade térmica.
Aplicación deÓxido de cerioe catalizadores compostos
1,A aplicación de diferentes morfoloxías de ceria
Laura et al. informou da determinación de tres tipos de diagramas de fase da morfoloxía da ceria, que relacionan os efectos da concentración de álcali e da temperatura de tratamento hidrotermal coa finalCeO2Morfoloxía da nanoestrutura. Os resultados indican que a actividade catalítica está directamente relacionada coa relación Ce3+/Ce4+ e coa concentración de vacante de osíxeno na superficie. Wei et al. sintetizado tres Pt/CeO2catalizadores con diferentes morfoloxías de portadores (comoCeO2-R), cúbico (CeO2-C) e octaédrico (CeO2-O), que son especialmente axeitados para a oxidación catalítica a baixa temperatura de C2H4. Bian et al. preparou unha serie deNanomateriais CeO2con morfoloxía en forma de vara, cúbica, granular e octaédrica, e descubriu que os catalizadores cargabanNanopartículas de CeO2(5Ni/NPs) mostraron unha actividade catalítica moito maior e unha mellor estabilidade que os catalizadores con outras formas deCeO2apoio.
2.Degradación catalítica dos contaminantes na auga
Óxido de ceriofoi recoñecido como un eficaz catalizador de oxidación do ozono para a eliminación de compostos orgánicos seleccionados. Xiao et al. descubriu que as nanopartículas de Pt están en estreito contactoCeO2na superficie do catalizador e experimentan fortes interaccións, mellorando así a actividade de descomposición do ozono e producindo especies de osíxeno máis reactivas, que contribúen á oxidación do tolueno. Zhang Lanhe e outros preparáronse dopadosCeO2catalizadores de /Al2O3. Os óxidos metálicos dopados proporcionan un espazo de reacción para a reacción entre compostos orgánicos e O3, o que resulta nun maior rendemento catalítico dosCeO2/Al2O3 e un aumento dos sitios activos na superficie do catalizador
Polo tanto, moitos estudos demostraron queóxido de cerioOs catalizadores compostos non só poden mellorar a degradación dos microcontaminantes orgánicos recalcitrantes no campo do tratamento catalítico con ozono das augas residuais, senón que tamén teñen efectos inhibidores sobre o bromato producido durante o proceso catalítico do ozono. Teñen amplas perspectivas de aplicación no tratamento de augas con ozono.
3, degradación catalítica de compostos orgánicos volátiles
CeO2, como un típico óxido de terras raras, foi estudado na catálise multifásica debido á súa alta capacidade de almacenamento de osíxeno.
Wang et al. sintetizou un óxido composto de Ce Mn cunha morfoloxía en forma de vara (relación molar Ce/Mn de 3:7) mediante un método hidrotermal. Dopáronse ións Mn noCeO2marco para substituír Ce, aumentando así a concentración de vacantes de osíxeno. A medida que o Ce4+ é substituído por ións Mn, fórmanse máis vacantes de osíxeno, que é o motivo da súa maior actividade. Du et al. sintetizaron catalizadores de óxido de Mn Ce mediante un novo método que combina a precipitación redox e os métodos hidrotermais. Descubriron que a proporción de manganeso ecerioxogou un papel crucial na formación do catalizador e afectou significativamente o seu rendemento e actividade catalítica.Cerioen manganesoóxido de cerioxoga un papel crucial na adsorción do tolueno, e demostrouse que o manganeso xoga un papel crucial na oxidación do tolueno. A coordinación entre o manganeso e o cerio mellora o proceso de reacción catalítica.
4.Fotocatalizador
Sun et al. preparou con éxito Ce Pr Fe-0 @ C mediante o método de co precipitación. O mecanismo específico é que a cantidade de dopaxe de Pr, Fe e C xoga un papel importante na actividade fotocatalítica. Introducindo unha cantidade adecuada de Pr, Fe e CCeO2pode mellorar moito a eficiencia fotocatalítica da mostra obtida, porque ten unha mellor adsorción de contaminantes, unha absorción máis eficaz da luz visible, unha maior taxa de formación de bandas de carbono e máis vacantes de osíxeno. A actividade fotocatalítica melloradaCeO2-GO nanocomposites preparados por Ganesan et al. atribúese a unha superficie mellorada, a intensidade de absorción, o estreito intervalo de banda e os efectos de fotoresposta superficial. Liu et al. descubriu que o catalizador composto Ce/CoWO4 é un fotocatalizador altamente eficiente cun valor de aplicación potencial. Petrovic et al. preparadoCeO2catalizadores empregando o método de electrodeposición de corrente constante e modificáronos con plasma de corona pulsante a presión atmosférica non térmica. Tanto os materiais modificados por plasma como os non modificados presentan unha boa capacidade catalítica tanto nos procesos de degradación por plasma como fotocatalítica.
Conclusión
Este artigo revisa a influencia dos métodos de sínteseóxido de ceriosobre a morfoloxía das partículas, o papel da morfoloxía nas propiedades da superficie e a actividade catalítica, así como o efecto sinérxico e a aplicación entreóxido de cerioe dopantes e portadores. Aínda que os catalizadores a base de óxido de cerio foron amplamente estudados e aplicados no campo da catálise, e lograron avances significativos na resolución de problemas ambientais como o tratamento de augas, aínda hai moitos problemas prácticos, como os pouco claros.óxido de cerioMorfoloxía e mecanismo de carga de catalizadores apoiados con cerio. Necesítanse máis investigacións sobre o método de síntese de catalizadores, potenciando o efecto sinérxico entre compoñentes e estudando o mecanismo catalítico de diferentes cargas.
Autor da revista
Shandong Ceramics 2023 Número 2: 64-73
Autores: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etc
Hora de publicación: 29-nov-2023