સેરિયમ ઓક્સાઇડનું સંશ્લેષણ અને ફેરફાર અને ઉત્પ્રેરકમાં તેનો ઉપયોગ

સંશ્લેષણ અને ફેરફાર પર અભ્યાસ કરોસીરીયમ ઓક્સાઇડ નેનોમેટરીયલ્સ

નું સંશ્લેષણસીરિયા નેનોમટીરીયલ્સતેમાં વરસાદ, કોપ્રિસિપિટેશન, હાઇડ્રોથર્મલ, યાંત્રિક સંશ્લેષણ, કમ્બશન સિન્થેસિસ, સોલ જેલ, માઇક્રો લોશન અને પાયરોલિસિસનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી મુખ્ય સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓ વરસાદ અને હાઇડ્રોથર્મલ છે. હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિને સૌથી સરળ, સૌથી વધુ આર્થિક અને ઉમેરણ મુક્ત પદ્ધતિ ગણવામાં આવે છે. હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિનો મુખ્ય પડકાર નેનોસ્કેલ મોર્ફોલોજીને નિયંત્રિત કરવાનો છે, જે તેની લાક્ષણિકતાઓને નિયંત્રિત કરવા માટે સાવચેત ગોઠવણની જરૂર છે.

ના ફેરફારસીરિયાઘણી પદ્ધતિઓ દ્વારા વધારી શકાય છે: (1) સીરિયા જાળીમાં નીચા ભાવ અથવા નાના કદ સાથે અન્ય ધાતુના આયનો ડોપિંગ. આ પદ્ધતિ માત્ર સામેલ મેટલ ઓક્સાઇડના પ્રભાવને સુધારી શકતી નથી, પરંતુ નવા ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથે નવી સ્થિર સામગ્રી પણ બનાવી શકે છે. (2) સેરિયા અથવા તેના ડોપ્ડ એનાલોગને યોગ્ય વાહક સામગ્રી પર વિખેરી નાખો, જેમ કે સક્રિય કાર્બન, ગ્રાફીન વગેરે.સીરિયમ ઓક્સાઇડસોનું, પ્લેટિનમ અને પેલેડિયમ જેવી ધાતુઓને વિખેરવા માટે વાહક તરીકે પણ સેવા આપી શકે છે. સેરિયમ ડાયોક્સાઇડ આધારિત સામગ્રીના ફેરફારમાં મુખ્યત્વે સંક્રમણ ધાતુઓ, દુર્લભ આલ્કલી/આલ્કલી અર્થ ધાતુઓ, દુર્લભ પૃથ્વીની ધાતુઓ અને કિંમતી ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે વધુ સારી પ્રવૃત્તિ અને થર્મલ સ્થિરતા ધરાવે છે.

ની અરજીસીરિયમ ઓક્સાઇડઅને સંયુક્ત ઉત્પ્રેરક

1,સેરિયાના વિવિધ મોર્ફોલોજીસનો ઉપયોગ

લૌરા એટ અલ. ત્રણ પ્રકારના સેરિયા મોર્ફોલોજી તબક્કાના આકૃતિઓના નિર્ધારણની જાણ કરે છે, જે અલ્કલી સાંદ્રતા અને હાઇડ્રોથર્મલ સારવાર તાપમાનની અસરોને અંતિમ સાથે સંબંધિત કરે છે.CeO2નેનોસ્ટ્રક્ચર મોર્ફોલોજી. પરિણામો દર્શાવે છે કે ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ સીધી રીતે Ce3+/Ce4+ ગુણોત્તર અને સપાટીની ઓક્સિજન ખાલી જગ્યા સાંદ્રતા સાથે સંબંધિત છે. વેઇ એટ અલ. સંશ્લેષિત ત્રણ Pt/CeO2વિવિધ વાહક મોર્ફોલોજી સાથે ઉત્પ્રેરક (સળિયા જેવા (CeO2-R), ઘન (CeO2-C), અને અષ્ટચક્ર (CeO2-O), જે ખાસ કરીને C2H4 ના નીચા-તાપમાન ઉત્પ્રેરક ઓક્સિડેશન માટે યોગ્ય છે. બિયન એટ અલ. ની શ્રેણી તૈયાર કરીCeO2 નેનોમટેરિયલ્સસળિયા-આકારના, ઘન, દાણાદાર અને અષ્ટકેન્દ્રીય મોર્ફોલોજી સાથે, અને જાણવા મળ્યું કે ઉત્પ્રેરક લોડ થયેલ છેCeO2 નેનોપાર્ટિકલ્સ(5Ni/NPs) અન્ય સ્વરૂપો સાથે ઉત્પ્રેરક કરતાં ઘણી ઊંચી ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ અને વધુ સારી સ્થિરતા દર્શાવે છે.CeO2આધાર

2.પાણીમાં પ્રદૂષકોનું ઉત્પ્રેરક અધોગતિ

સીરિયમ ઓક્સાઇડપસંદ કરેલ કાર્બનિક સંયોજનોને દૂર કરવા માટે અસરકારક ઓઝોન ઓક્સિડેશન ઉત્પ્રેરક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. Xiao et al. જાણવા મળ્યું કે Pt નેનોપાર્ટિકલ્સ નજીકના સંપર્કમાં છેCeO2ઉત્પ્રેરક સપાટી પર અને મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે, જેનાથી ઓઝોન વિઘટન પ્રવૃત્તિમાં સુધારો થાય છે અને વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ ઉત્પન્ન થાય છે, જે ટોલ્યુએનના ઓક્સિડેશનમાં ફાળો આપે છે. ઝાંગ લેન્હે અને અન્યોએ ડોપેડ તૈયાર કર્યાCeO2/Al2O3 ઉત્પ્રેરક. ડોપ્ડ મેટલ ઓક્સાઇડ કાર્બનિક સંયોજનો અને O3 વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા માટે પ્રતિક્રિયા જગ્યા પૂરી પાડે છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ ઉત્પ્રેરક કામગીરી થાય છે.CeO2/Al2O3 અને ઉત્પ્રેરક સપાટી પર સક્રિય સાઇટ્સમાં વધારો

તેથી, ઘણા અભ્યાસો દર્શાવે છે કેસેરિયમ ઓક્સાઇડસંયુક્ત ઉત્પ્રેરક ગંદાપાણીની ઉત્પ્રેરક ઓઝોન પ્રક્રિયાના ક્ષેત્રમાં માત્ર અવ્યવસ્થિત કાર્બનિક સૂક્ષ્મ પ્રદૂષકોના અધોગતિને વધારી શકતા નથી, પરંતુ ઓઝોન ઉત્પ્રેરક પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા બ્રોમેટ પર પણ અવરોધક અસર કરે છે. તેઓ ઓઝોન વોટર ટ્રીટમેન્ટમાં વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવના ધરાવે છે.

3, અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનોનું ઉત્પ્રેરક અધોગતિ

CeO2, એક લાક્ષણિક દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ તરીકે, તેની ઉચ્ચ ઓક્સિજન સંગ્રહ ક્ષમતાને કારણે મલ્ટિફેઝ કેટાલિસિસમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે.

વાંગ એટ અલ. હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સળિયા આકારના મોર્ફોલોજી (3:7 ના Ce/Mn દાઢ ગુણોત્તર) સાથે Ce Mn સંયુક્ત ઓક્સાઇડનું સંશ્લેષણ કર્યું. Mn આયનો માં ડોપ કરવામાં આવ્યા હતાCeO2સીઇને બદલવા માટેનું માળખું, ત્યાં ઓક્સિજનની ખાલી જગ્યાઓની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે. જેમ જેમ Ce4+ Mn આયનો દ્વારા બદલવામાં આવે છે, તેમ વધુ ઓક્સિજન ખાલી જગ્યાઓ રચાય છે, જે તેની ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિનું કારણ છે. ડુ એટ અલ. રેડોક્સ અવક્ષેપ અને હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિઓને સંયોજિત કરતી નવી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને Mn Ce ઓક્સાઇડ ઉત્પ્રેરકનું સંશ્લેષણ. તેઓએ શોધી કાઢ્યું કે મેંગેનીઝનો ગુણોત્તર અનેસેરિયમઉત્પ્રેરકની રચનામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવી હતી અને તેની કામગીરી અને ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી હતી.સેરિયમમેંગેનીઝ માંસેરિયમ ઓક્સાઇડટોલ્યુએનના શોષણમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, અને મેંગેનીઝ ટોલ્યુએનના ઓક્સિડેશનમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે. મેંગેનીઝ અને સેરિયમ વચ્ચેનું સંકલન ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાને સુધારે છે.

4.ફોટોકેટાલિસ્ટ

સન એટ અલ. સહ વરસાદ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને Ce Pr Fe-0 @ C સફળતાપૂર્વક તૈયાર કરો. વિશિષ્ટ પદ્ધતિ એ છે કે Pr, Fe, અને C ની ડોપિંગ માત્રા ફોટોકેટાલિટીક પ્રવૃત્તિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. માં Pr, Fe, અને C ની યોગ્ય માત્રા રજૂ કરી રહ્યા છીએCeO2પ્રાપ્ત નમૂનાની ફોટોકેટાલિટીક કાર્યક્ષમતામાં મોટા પ્રમાણમાં સુધારો કરી શકે છે, કારણ કે તેમાં પ્રદૂષકોનું વધુ સારું શોષણ, દૃશ્યમાન પ્રકાશનું વધુ અસરકારક શોષણ, કાર્બન બેન્ડ્સનું ઉચ્ચ નિર્માણ દર અને વધુ ઓક્સિજન ખાલી જગ્યાઓ છે. ની ઉન્નત ફોટોકેટાલિટીક પ્રવૃત્તિCeO2-ગણેશન એટ અલ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલ GO નેનોકોમ્પોઝીટ. ઉન્નત સપાટી વિસ્તાર, શોષણની તીવ્રતા, સાંકડી બેન્ડગેપ અને સપાટી ફોટોરેસ્પોન્સ અસરોને આભારી છે. લિયુ એટ અલ. જાણવા મળ્યું છે કે Ce/CoWO4 સંયુક્ત ઉત્પ્રેરક સંભવિત એપ્લિકેશન મૂલ્ય સાથે અત્યંત કાર્યક્ષમ ફોટોકેટાલિસ્ટ છે. પેટ્રોવિક એટ અલ. તૈયારCeO2ઉત્પ્રેરકો સતત વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે અને તેમને બિન-થર્મલ વાતાવરણીય દબાણ પલસેટિંગ કોરોના પ્લાઝ્મા સાથે સંશોધિત કરે છે. પ્લાઝ્મા સંશોધિત અને અસંશોધિત સામગ્રી બંને પ્લાઝ્મા અને ફોટોકેટાલિટીક ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયાઓમાં સારી ઉત્પ્રેરક ક્ષમતા દર્શાવે છે.

નિષ્કર્ષ

આ લેખ ની સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓના પ્રભાવની સમીક્ષા કરે છેસેરિયમ ઓક્સાઇડપાર્ટિકલ મોર્ફોલોજી પર, સપાટીના ગુણધર્મો અને ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ પર મોર્ફોલોજીની ભૂમિકા, તેમજ સિનર્જિસ્ટિક અસર અને એપ્લિકેશન વચ્ચેસેરિયમ ઓક્સાઇડઅને ડોપન્ટ્સ અને કેરિયર્સ. સીરીયમ ઓક્સાઇડ આધારિત ઉત્પ્રેરકનો ઉત્પ્રેરકના ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે અભ્યાસ અને ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, અને પાણીની સારવાર જેવી પર્યાવરણીય સમસ્યાઓના નિરાકરણમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ કરી છે, હજુ પણ ઘણી વ્યવહારિક સમસ્યાઓ છે, જેમ કે અસ્પષ્ટ.સેરિયમ ઓક્સાઇડસેરિયમ સમર્થિત ઉત્પ્રેરકનું મોર્ફોલોજી અને લોડિંગ મિકેનિઝમ. ઉત્પ્રેરકની સંશ્લેષણ પદ્ધતિ પર વધુ સંશોધનની જરૂર છે, ઘટકો વચ્ચે સિનર્જિસ્ટિક અસરને વધારવી અને વિવિધ લોડની ઉત્પ્રેરક પદ્ધતિનો અભ્યાસ કરવો.

જર્નલ લેખક

શેન્ડોંગ સિરામિક્સ 2023 અંક 2: 64-73

લેખકો: ઝાઉ બિન, વાંગ પેંગ, મેંગ ફેનપેંગ, વગેરે