सेरियम ऑक्साइड का संश्लेषण और संशोधन और कैटालिसिस में इसके आवेदन

संश्लेषण और संशोधन पर अध्ययननानोमीटर

का संश्लेषणनानोमाटेरियल्सशामिल वर्षा, कोपरेसिपेशन, हाइड्रोथर्मल, मैकेनिकल सिंथेसिस, दहन संश्लेषण, सोल जेल, माइक्रो लोशन और पायरोलिसिस, जिनमें से मुख्य संश्लेषण विधियां वर्षा और हाइड्रोथर्मल हैं। हाइड्रोथर्मल विधि को सबसे सरल, सबसे किफायती और योज्य मुक्त विधि माना जाता है। हाइड्रोथर्मल विधि की मुख्य चुनौती नैनोस्केल आकृति विज्ञान को नियंत्रित करना है, जिसे इसकी विशेषताओं को नियंत्रित करने के लिए सावधानीपूर्वक समायोजन की आवश्यकता होती है।

का संशोधनसेरियाकई तरीकों के माध्यम से बढ़ाया जा सकता है: (1) सेरिया जाली में कम कीमतों या छोटे आकार के साथ अन्य धातु आयनों को डोपिंग करना। यह विधि न केवल शामिल धातु ऑक्साइड के प्रदर्शन में सुधार कर सकती है, बल्कि नए भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ नई स्थिर सामग्री भी बना सकती है। (2) उपयुक्त वाहक सामग्री, जैसे सक्रिय कार्बन, ग्राफीन, आदि पर सेरिया या इसके डोपेड एनालॉग्स को फैलाएं।सेरियम ऑक्साइडसोने, प्लैटिनम और पैलेडियम जैसी धातुओं को फैलाने के लिए एक वाहक के रूप में भी काम कर सकते हैं। सेरियम डाइऑक्साइड आधारित सामग्री का संशोधन मुख्य रूप से संक्रमण धातुओं, दुर्लभ क्षार/क्षार पृथ्वी धातुओं, दुर्लभ पृथ्वी धातुओं और कीमती धातुओं का उपयोग करता है, जिनमें बेहतर गतिविधि और थर्मल स्थिरता होती है।

अनुप्रयोगसेरियम ऑक्साइडऔर मिश्रित उत्प्रेरक

1, सेरिया के विभिन्न आकारिकी का अनुप्रयोग

लौरा एट अल। तीन प्रकार के सेरिया आकृति विज्ञान चरण आरेखों के निर्धारण की सूचना दी, जो कि अंतिम तक क्षार एकाग्रता और हाइड्रोथर्मल उपचार तापमान के प्रभावों से संबंधित हैंCEO2नैनोस्ट्रक्चर आकारिकी। परिणाम बताते हैं कि उत्प्रेरक गतिविधि सीधे CE3+/CE4+अनुपात और सतह ऑक्सीजन रिक्ति एकाग्रता से संबंधित है। वी एट अल। संश्लेषित तीन पीटी/CEO2विभिन्न वाहक आकृति विज्ञान के साथ उत्प्रेरक (जैसे रॉड (जैसे)CEO2-R), क्यूबिक (CEO2-सी), और ऑक्टाहेड्रल (CEO2-ओ), जो विशेष रूप से C2H4 के कम तापमान उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के लिए उपयुक्त हैं। बियान एट अल। की एक श्रृंखला तैयार कीसीईओ 2 नैनोमैटेरियल्सरॉड के आकार के, घन, दानेदार और ऑक्टाहेड्रल आकृति विज्ञान के साथ, और पाया कि उत्प्रेरक पर लोड किया गयासीईओ 2 नैनोकणों(5ni/nps) ने अन्य रूपों के साथ उत्प्रेरक की तुलना में बहुत अधिक उत्प्रेरक गतिविधि और बेहतर स्थिरता का प्रदर्शन कियाCEO2सहायता।

2. पानी में प्रदूषकों की चट्टानिक गिरावट

सेरियम ऑक्साइडचयनित कार्बनिक यौगिकों को हटाने के लिए एक प्रभावी ओजोन ऑक्सीकरण उत्प्रेरक के रूप में मान्यता प्राप्त है। जिओ एट अल। पाया गया कि पीटी नैनोकणों के साथ निकट संपर्क में हैंCEO2उत्प्रेरक सतह पर और मजबूत बातचीत से गुजरना, जिससे ओजोन अपघटन गतिविधि में सुधार और अधिक प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों का उत्पादन करना, जो टोल्यूनि के ऑक्सीकरण में योगदान करते हैं। झांग लांहे और अन्य ने डोप कियाCEO2/AL2O3 उत्प्रेरक। डोपेड मेटल ऑक्साइड कार्बनिक यौगिकों और O3 के बीच प्रतिक्रिया के लिए एक प्रतिक्रिया स्थान प्रदान करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च उत्प्रेरक प्रदर्शन होता हैCEO2/AL2O3 और उत्प्रेरक सतह पर सक्रिय साइटों में वृद्धि

इसलिए, कई अध्ययनों से पता चला है किसेरियम ऑक्साइडसमग्र उत्प्रेरक न केवल अपशिष्ट जल के उत्प्रेरक ओजोन उपचार के क्षेत्र में पुनर्गणना कार्बनिक सूक्ष्म प्रदूषकों के क्षरण को बढ़ा सकते हैं, बल्कि ओजोन उत्प्रेरक प्रक्रिया के दौरान उत्पादित ब्रोमेट पर निरोधात्मक प्रभाव भी हैं। ओजोन जल उपचार में उनके पास व्यापक आवेदन संभावनाएं हैं।

3, वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का उत्प्रेरक गिरावट

CEO2, एक विशिष्ट दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड के रूप में, इसकी उच्च ऑक्सीजन भंडारण क्षमता के कारण मल्टीफ़ेज़ कैटालिसिस में अध्ययन किया गया है।

वांग एट अल। एक हाइड्रोथर्मल विधि का उपयोग करके एक रॉड के आकार की आकृति विज्ञान (3: 7 के CE/MN दाढ़ अनुपात) के साथ एक CE MN समग्र ऑक्साइड को संश्लेषित किया। Mn आयनों को डोप किया गया थाCEO2सीई को बदलने के लिए फ्रेमवर्क, जिससे ऑक्सीजन रिक्तियों की एकाग्रता बढ़ जाती है। जैसा कि CE4+को Mn आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, अधिक ऑक्सीजन रिक्तियां बनती हैं, जो इसकी उच्च गतिविधि का कारण है। डु एट अल। Redox वर्षा और हाइड्रोथर्मल तरीकों के संयोजन में एक नई विधि का उपयोग करके संश्लेषित Mn CE ऑक्साइड उत्प्रेरक। उन्होंने पाया कि मैंगनीज का अनुपात औरसैरियमउत्प्रेरक के गठन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई और इसके प्रदर्शन और उत्प्रेरक गतिविधि को काफी प्रभावित किया।सैरियममैंगनीज मेंसेरियम ऑक्साइडटोल्यूनि के सोखना में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और मैंगनीज को टोल्यूनि के ऑक्सीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए दिखाया गया है। मैंगनीज और सेरियम के बीच समन्वय उत्प्रेरक प्रतिक्रिया प्रक्रिया में सुधार करता है।

4.photocatalyst

सन एट अल। CO वर्षा विधि का उपयोग करके सफलतापूर्वक CE PR FE-0 @ C तैयार किया। विशिष्ट तंत्र यह है कि पीआर, एफई, और सी की डोपिंग राशि फोटोकैटलिटिक गतिविधि में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। PR, Fe, और C की उचित मात्रा का परिचयCEO2प्राप्त नमूने की फोटोकैटलिटिक दक्षता में बहुत सुधार कर सकते हैं, क्योंकि इसमें प्रदूषकों का बेहतर सोखना, दृश्यमान प्रकाश का अधिक प्रभावी अवशोषण, कार्बन बैंड की उच्च गठन दर और अधिक ऑक्सीजन रिक्तियों में बेहतर सोखना है। की बढ़ी हुई फोटोकैटलिटिक गतिविधिCEO2-GO नैनोकम्पोजिट्स गनेसन एट अल द्वारा तैयार किया गया। बढ़ी हुई सतह क्षेत्र, अवशोषण तीव्रता, संकीर्ण बैंडगैप और सतह फोटोरस्पॉन्स प्रभाव के लिए जिम्मेदार है। लियू एट अल। पाया गया कि CE/COWO4 समग्र उत्प्रेरक संभावित अनुप्रयोग मूल्य के साथ एक अत्यधिक कुशल फोटोकैटलिस्ट है। पेट्रोविक एट अल। तैयारCEO2निरंतर वर्तमान इलेक्ट्रोडेपोजिशन विधि का उपयोग करने वाले उत्प्रेरक और उन्हें गैर थर्मल वायुमंडलीय दबाव के साथ संशोधित किया गया था जो कोरोना प्लाज्मा को स्पंदित करता है। दोनों प्लाज्मा संशोधित और अनमॉडिफाइड सामग्री प्लाज्मा और फोटोकैटलिटिक गिरावट प्रक्रियाओं दोनों में अच्छी उत्प्रेरक क्षमता प्रदर्शित करते हैं।

निष्कर्ष

यह लेख संश्लेषण के तरीकों के प्रभाव की समीक्षा करता हैसेरियम ऑक्साइडकण आकृति विज्ञान पर, सतह के गुणों और उत्प्रेरक गतिविधि पर आकृति विज्ञान की भूमिका, साथ ही साथ सहक्रियात्मक प्रभाव और अनुप्रयोग के बीचसेरियम ऑक्साइडऔर डोपेंट और वाहक। यद्यपि सेरियम ऑक्साइड आधारित उत्प्रेरक का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है और कैटलिसिस के क्षेत्र में लागू किया गया है, और जल उपचार जैसी पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने में महत्वपूर्ण प्रगति की है, अभी भी कई व्यावहारिक समस्याएं हैं, जैसे कि अस्पष्टसेरियम ऑक्साइडआकारिकी और लोडिंग तंत्र के सेरियम समर्थित उत्प्रेरक। उत्प्रेरक के संश्लेषण विधि पर आगे के शोध की आवश्यकता है, घटकों के बीच सहक्रियात्मक प्रभाव को बढ़ाता है, और विभिन्न भारों के उत्प्रेरक तंत्र का अध्ययन करता है।

जर्नल लेखक

शेडोंग सेरामिक्स 2023 अंक 2: 64-73

लेखक: झोउ बिन, वांग पेंग, मेंग फैनपेंग, आदि