CEO2Հազվագյուտ հողային նյութերի կարեւոր բաղադրիչ է: ԷՀազվադեպ երկրային տարր կերակրիչՈւնի եզակի արտաքին էլեկտրոնային կառուցվածք - 4F15D16S2: Դրա հատուկ 4F շերտը կարող է արդյունավետորեն պահել եւ թողարկել էլեկտրոններ, կերակրող իոններ վարվել + Վալանսի պետության + 3-րդ պետության մեջ: Հետեւաբար, CEO2 նյութերն ունեն թթվածնի ավելի շատ անցքեր եւ ունեն թթվածնի պահելու եւ ազատելու հիանալի ունակություն: CE (III) եւ CE (IV) փոխադարձ փոխարկումը նաեւ CEO2- ի նյութերն է տալիս օքսիդացման եզակի կատալիտիկ հնարավորություններով: Բավակավորված նյութերի համեմատությամբ, Nano Ceo2- ը, որպես անօրգանական նյութի նոր տիպ, տարածված ուշադրություն է դարձել իր բարձր մակերեւույթի բարձր պահպանման եւ գերազանցության ունակության, թթվածնի իոնի հաղորդունակության եւ բարձր ջերմաստիճանի արագության հնարավորություն: Ներկայումս կան մեծ թվով հետազոտական հաշվետվություններ եւ հարակից ծրագրեր, օգտագործելով Nano CEO2 որպես կատալիզատորներ, կատալիզատոր կրիչներ կամ հավելանյութեր, ակտիվ բաղադրիչներ եւ adsorbents:
1. Նանոմետր պատրաստման եղանակըԿերանյութի օքսիդ
Ներկայումս Nano Ceria- ի համար պատրաստման ընդհանուր մեթոդները հիմնականում ներառում են քիմիական մեթոդ եւ ֆիզիկական մեթոդ: Ըստ քիմիական տարբեր մեթոդների, քիմիական մեթոդները կարելի է բաժանել առանց տեղումների եղանակի, հիդրոթերմային մեթոդի, SolvotherMal մեթոդի, Sol Gel մեթոդի եւ էլեկտրոդների մեթոդի եւ էլեկտրոդների մեթոդի: Ֆիզիկական մեթոդը հիմնականում մանրացման մեթոդն է:
1.1 Grinding մեթոդ
Nano Ceria- ի պատրաստման աղալուծման մեթոդը, ընդհանուր առմամբ, օգտագործում է ավազի մանրացում, որն ունի ցածր գնով, շրջակա միջավայրի բարեկամության, արագ մշակման արագության եւ վերամշակման ուժեղության առավելություններ: Ներկայումս այն ամենակարեւոր մշակման մեթոդն է Nano Ceria ոլորտում: Օրինակ, Nano Cerium օքսիդի փայլեցնող փոշու պատրաստումը, ընդհանուր առմամբ, ընդունում է հաշվարկման եւ ավազի մանրացման համադրություն, եւ հողերի վրա հիմնված ժեփանյութերի կատալիզատորների հումքը խառնվում է նաեւ նախապես բուժման կամ մաքրման միջոցով բուժվելու համար: Օգտագործելով տարբեր մասնիկների չափսերի ավազի մանրացնող բշտիկ գործակիցներ, նանո Սերիան D50- ի հետ, սկսած տասնյակից հարյուրավոր նանոմետրեր, կարելի է ձեռք բերել ճշգրտման միջոցով:
1.2 Տեղումների եղանակ
Տեղումների եղանակը վերաբերում է պինդ փոշու պատրաստմանը `տեղումների, տարանջատման, լվացման, չորացման եւ համապատասխան լուծվող հումքի հաշվարկման եղանակին: Տեղումների եղանակը լայնորեն օգտագործվում է հազվագյուտ երկրի եւ դոպեդ նանոմ նյութերի պատրաստման մեջ, այնպիսի առավելություններով, ինչպիսիք են պարզ պատրաստման գործընթացը, բարձր արդյունավետությունը եւ ցածր արժեքը: Այն սովորաբար օգտագործվում է Nano Ceria- ի պատրաստման եւ դրա կոմպոզիտային նյութերի պատրաստման համար: Այս մեթոդը կարող է պատրաստել Nano Ceria տարբեր ձեւաբանության եւ մասնիկների չափի միջոցով `փոխելով տեղումների ջերմաստիճանը, նյութի կոնցենտրացիան, PH- ի արժեքը, արագության արագությունը, ձեւավորումը, որոնք առաջացել են Ուրոյի տարրականության կողմից: Այլընտրանքորեն, Cerium Ions- ը կարող է տեղակայվել օհի կողմից, որը ստեղծվել է նատրիումի ցիտրատի հիդրոլիզի կողմից, այնուհետեւ, ինկուբացված եւ հաշվարկվել է Nano Ceria միկրոֆերների նման փաթիլ պատրաստելու համար:
1.3 հիդրոթերմային եւ լուծողական մեթոդներ
Այս երկու մեթոդները վերաբերում են փակ համակարգում կրիտիկական ջերմաստիճանում բարձր ջերմաստիճանի եւ բարձր ճնշման ռեակցիայի արտադրության պատրաստման մեթոդին: Երբ արձագանքման լուծիչը ջուր է, այն կոչվում է հիդրոթերմային մեթոդ: Համապատասխանաբար, երբ արձագանքման լուծիչը օրգանական լուծիչ է, այն կոչվում է SolvotherMal մեթոդ: Սինթեզված նանոյի մասնիկներն ունեն բարձր մաքրություն, լավ ցրվածություն եւ համազգեստի մասնիկներ, հատկապես նանոյի փոշիներ, տարբեր ձեւաբանություններով կամ ենթարկվում են հատուկ բյուրեղային դեմքեր: Լուծեք հողերի քլորիդը թորած ջրի մեջ, խառնել եւ ավելացնել նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթը: Արձագանքեք հիդրոթերմային, 170 ℃ 12 ժամվա ընթացքում `կերակրման օքսիդի նանորոդները պատրաստելու համար (111) եւ (110) բյուրեղային ինքնաթիռներով: Կարգավորելով արձագանքման պայմանները, ենթարկված բյուրեղյա ինքնաթիռներում (110) բյուրեղային ինքնաթիռների համամասնությունը կարող է մեծանալ, հետագայում ավելացնելով նրանց կատալիտիկական գործունեությունը: Կարգավորելով ռեակցիայի լուծիչը եւ մակերեսային լիգանդները կարող են նաեւ առաջացնել Nano Ceria մասնիկներ հատուկ հիդրոֆիլություն կամ լիպոֆիլություն: Օրինակ, Acetate իոնները ջրային փուլում ավելացնելը կարող է պատրաստել մոնոդեպսեր հիդրոֆիլային կերային օքսիդի նանոպասնիկներ ջրի մեջ: Ընտրելով ոչ բեւեռային լուծիչ եւ ռեակցիայի ընթացքում լիգան թթու ներկայացնելը, Monodisperse Livopilic Ceria Nanoparticles- ը կարող է պատրաստվել ոչ բեւեռային օրգանական լուծիչներում: (Տես նկար 1)
Գծապատկեր 1 Monodisperse Spherical Nano Ceria եւ Rod- ի ձեւավորված Nano Ceria
1.4 Sol Gel մեթոդ
Sol Gel մեթոդը մի մեթոդ է, որն օգտագործում է որոշ կամ մի քանի միացություններ, ինչպիսիք են նախորդը, վարում են քիմիական ռեակցիաներ, ինչպիսիք են հեղուկ փուլում հիդրոլիզը `սոլը ձեւավորելու եւ վերջապես դուրս բերելու համար: Այս մեթոդը հատկապես հարմար է բարձր ցրված բազմաբնույթ բաղադրիչ Nano Ceria կոմպոզիտային նանոմ նյութերի պատրաստման համար, ինչպիսիք են Cerium երկաթը, կերային տիտան, ցերեկային ցիրկոնիում եւ կոմպոզիտային ցանցի այլ օքսիդներ, որոնք զեկուցվել են բազմաթիվ զեկույցներում:
1.5 Այլ մեթոդներ
Բացի վերը նշված մեթոդներից, կան նաեւ միկրո լոսյոն մեթոդ, միկրոավտոբուսի սինթեզի մեթոդ, էլեկտրոդների մեթոդ, պլազմային բոցի այրման եղանակ, իոն-փոխանակման մեմբրանային էլեկտրոլիզացման մեթոդ եւ շատ այլ մեթոդներ: Այս մեթոդները մեծ նշանակություն ունեն Nano Ceria- ի հետազոտության եւ կիրառման համար:
2-նանոմետրերի կերային օքսիդի կիրառումը ջրի մաքրման մեջ
Հազվադեպ երկրների տարրերի ամենատարածված տարրն է, ցածր գներով եւ լայն ծրագրերով: Նանոմետր Սերիան եւ նրա կոմպոզիտիաները մեծ ուշադրություն են դարձրել ջրի բուժման ոլորտում իրենց բարձր հատուկ մակերեսի, բարձր կատալիտիկական գործունեության եւ գերազանց կառուցվածքային կայունության պատճառով:
2.1 ԴիմումNano Cerium օքսիդAdsorption մեթոդով ջրի բուժման մեջ
Վերջին տարիներին էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկայի արդյունաբերությունը, աղտոտող նյութեր պարունակող մեծ քանակությամբ կեղտաջրեր, ինչպիսիք են ծանր մետաղական իոնները եւ լյումինո իոնները: Նույնիսկ հետքի կոնցենտրացիաներում այն կարող է էական վնաս պատճառել ջրային օրգանիզմներին եւ մարդու կենդանի միջավայրին: Սովորաբար օգտագործված մեթոդները ներառում են օքսիդացում, ֆլոտացիա, հակառակ osmosis, repsorption, nanofiltration, bioSorption եւ այլն, Adsorption տեխնոլոգիան հաճախ ընդունվում է իր պարզ գործողության, ցածր արժեքի եւ բուժման բարձր արդյունավետության պատճառով: Nano CEO2 նյութերն ունեն բարձրորակ մակերեսային տարածք եւ բարձր մակերեւութային գործունեություն, քանի որ Adsorbents- ը շատ զեկույցներ են եղել ծակոտկեն Nano CEO2- ի սինթեզի եւ ADSORB- ի տարբեր ձեւաբանություններով:
Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ Nano Ceria- ն ուժեղ օդափոխման կարողություն ունի F - ջրի մեջ ջրի մեջ ջրի մեջ: F - 100 մգ / լ եւ PH = 5-6 սկզբնական կոնցենտրացիայի լուծույթում F - 23 մգ / գ-ի համար Adsorption հզորությունը 23 մգ / գ է, իսկ F - ի հեռացման տոկոսադրույքը `85,6%: Այն լոլեջի թթվային խեժի գնդակի վրա բեռնելուց հետո (բեռնման քանակը `0.25 գ / գ), F - Aqueous լուծույթի հավասար ծավալը բուժելիս կարող է հասնել ավելի քան 99% -ով: 120 անգամ մշակելիս ծավալը, ավելի քան 90% -ը կարող է հեռացվել: Երբ օգտագործվում է Adsorb ֆոսֆատ եւ յոդատ, adsorption հզորությունը կարող է հասնել ավելի քան 100 մգ / գ `համապատասխան օպտիմալ adsorption նահանգի ներքո: Օգտագործված նյութը կարող է օգտագործվել պարզ անկման եւ չեզոքացման պարզ բուժումից հետո, որն ունի տնտեսական բարձր օգուտներ:
Կան բազմաթիվ ուսումնասիրություններ, ինչպիսիք են թունավոր ծանր մետաղները, ինչպիսիք են մկնդեղը, քրոմը, կադմիումը եւ առաջատարը `օգտագործելով Nano Ceria- ն եւ դրա կոմպոզիտային նյութերը: Adsorption- ի օպտիմալ pH- ն տարբեր է ծանր մետաղական իոնների համար տարբեր վալենտների վիճակներով: Օրինակ, չեզոք կողմնակալության թույլ ալկալային վիճակը ունի լավագույն գովազդային վիճակը, ինչպես (III), մինչդեռ Adsorption օպտիմալ վիճակը, ինչպես (v), երկու պայմաններում կարող են հասնել 110 մգ / գ-ի ներքո: Ընդհանուր առմամբ, Nano Ceria- ի օպտիմիզացված սինթեզը եւ դրա կոմպոզիտային նյութերը կարող են հասնել բարձր մակարդակի բարձրացման եւ հեռացման դրույքաչափերի, տարբեր ծանր մետաղական իոնների համար `PH- ի լայն տեսականի:
Մյուս կողմից, Cerium- ի օքսիդի վրա հիմնված նանոմատերը ունեն նաեւ կեղտաջրերի ագարակում օրգանների ակնառու ելույթ, օրինակ, էլեկտրաքիմիական մեթոդներով պատրաստված առկա նայաների ծակոտկենության մեջ 942.7 մգ / գ 60 րոպեի ընթացքում:
2.2 Նանո Սերիայի դիմումը օքսիդացման առաջադեմ գործընթացում
Առանձնացված օքսիդացման գործընթացը (կարճաժամկետ դադարեցման) առաջարկվում է բարելավել առկա անջուր բուժման համակարգը: Օքսիդացման առաջադեմ գործընթաց, որը նաեւ հայտնի է որպես խորքային օքսիդացման տեխնոլոգիա, բնութագրվում է հիդրոքսիլային արմատական (), սուպերօքսիդի արմատական (· O2 -), սինգլիտի թթվածնի եւ այլն: Բարձր ջերմաստիճանի եւ ճնշման, էլեկտրաէներգիայի, ձայնի, թեթեւ ճառագայթահարման, կատալիզատորի եւ այլնի ռեակցիայի պայմաններում, ըստ ազատ ռադիկալների եւ արձագանքի պայմանների առաջացման տարբեր եղանակների, դրանք կարելի է բաժանել ֆոտոլտիկայի օքսիդացման, կատալմիայի օքսիդացման, օվկիանոսների օքսիդացում եւ այլն:
Գծապատկեր 2 Դասակարգում եւ տեխնոլոգիա առաջադեմ օքսիդացման գործընթացի համադրություն
Nano Ceriaէ տարասեռ կատալիզատոր, որը սովորաբար օգտագործվում է օքսիդացման առաջադեմ գործընթացում: CE3 + եւ CE4- ի միջեւ արագ փոխակերպման եւ թթվածնի կլանման եւ ազատման արդյունքում բերված արագ օքսիդացման ազդեցությունը, Nano Ceria- ն ունի լավ կատալիթյիկական ունակություն: Երբ օգտագործվում է որպես կատալիզատորային խթանող, այն կարող է նաեւ արդյունավետորեն բարելավել կատալիտիկական ունակությունն ու կայունությունը: Երբ Nano Ceria- ն եւ դրա կոմպոզիտային նյութերը օգտագործվում են որպես կատալիզատորներ, կատալիտիկական հատկությունները մեծապես տարբերվում են մորֆոլոգիայի, մասնիկների չափի եւ բացահայտված բյուրեղային ինքնաթիռների հետ: Ընդհանրապես, ենթադրվում է, որ որքան փոքր է մասնիկներն ու ավելի մեծ մակերեսը, առավել համապատասխան ակտիվ տեղում եւ ավելի ուժեղ են կատալիթյիկական կարողությունը: Բացահայտված բյուրեղապակի մակերեւույթի կատալիտիկական ունակությունը, ուժեղից թույլ, գտնվում է (100) բյուրեղյա մակերեսի կարգով> (110) բյուրեղյա մակերես> (111) բյուրեղյա մակերեսը, եւ համապատասխան կայունությունը հակառակն է:
Սերիաների օքսիդը կիսահաղորդչային նյութ է: Երբ նանոմետր ցիստի օքսիդը ճառագայթվում է ֆոտոտով, քան ժապավենի բացը ավելի բարձր էներգիա, վալենսի խմբի էլեկտրոնները ոգեւորված են, եւ տեղի է ունենում անցումային վերականգնման պահվածքը: Այս պահվածքը կնպաստի CE3 + եւ CE4- ի փոխարկման տեմպին, որի արդյունքում հանգեցրել է Նանո Սերիայի ուժեղ լուսապատճալային գործունեությունը: Photocatalysis- ը կարող է հասնել օրգանական նյութի ուղղակի քայքայման առանց երկրորդական աղտոտման, ուստի դրա դիմումը ամենատարածված տեխնոլոգիան է Նանո Սալիայի դաշտում: Ներկայումս հիմնական ուշադրությունը սեւեռում է Ազո ներկանյութերի, ֆենոլի, քլորոբենզենի եւ դեղագործական կեղտաջրերի կատալիզատորների կատալիզատորների եւ տարբեր ձեւաբանություններ եւ կոմպոզիտային կոմպոզիցիաներով կատալիզատորներ: Ըստ զեկույցի, սինթեզի սինթեզի օպտիմիզացված մեթոդի եւ կատալիտիկ մոդելի պայմաններում այդ նյութերի դեգրադացիոն հզորությունը կարող է ընդհանուր առմամբ հասնել ավելի քան 80% -ի (TOC) կարող է հասնել ավելի քան 40%:
Nano Cerium օքսիդի կատալիզատորը օրգանական աղտոտիչների դեգրադացիայի համար, ինչպիսիք են օզոնը եւ ջրածնի պերօքսիդը, մեկ այլ լայնորեն ուսումնասիրված տեխնոլոգիա են: Ֆոտոկատալի նման, այն նաեւ կենտրոնանում է Nano Ceria- ի ունակության վրա տարբեր ձեւաբանություններով կամ բյուրեղյա ինքնաթիռներով եւ ջերմաստիճանների վրա հիմնված տարբեր կոմպոզիտային կատալիտիկ օքսիդներով `օքսիդացնելու եւ քայքայելու օրգանական աղտոտիչները: Նման արձագանքներում կատալիզատորները կարող են կատալիզատորներ կատալիզացնել օզոնից կամ ջրածնի պերօքսիդից մեծ թվով ակտիվ արմատականների սերունդը, որոնք հարձակվում են օրգանական աղտոտիչների վրա եւ հասնում օքսիդացման ավելի արդյունավետության հնարավորությունների: Արձագանքում օքսիդիչների ներդրման շնորհիվ օրգանական միացությունները հեռացնելու ունակությունը մեծապես բարելավվում է: Արձագանքների մեծ մասում թիրախային նյութի վերջնական հեռացման արագությունը կարող է հասնել կամ մոտենալ 100%, իսկ TOC հեռացման արագությունը նույնպես ավելի բարձր է:
Էլեկտրասարքավորումների առաջադեմ օքսիդացման մեթոդով, թթվածնի բարձր էվոլյուցիայի բարձրորակ նյութի հատկությունները գերբեռնված են օրգանական աղտոտիչների բուժման էլեկտրոկատալիստական առաջադեմ օքսիդացման մեթոդի ընտրությունը: Կաթոդե նյութը H2O2- ի արտադրությունը որոշող կարեւոր գործոն է, եւ H2O2- ի արտադրությունը որոշում է օրգանական աղտոտիչների բուժման էլեկտրոկատալիստական առաջադեմ օքսիդացման մեթոդի արդյունավետությունը: Nano Ceria- ի միջոցով էլեկտրոդի նյութերի փոփոխության ուսումնասիրությունը տարածված ուշադրություն է դարձել ինչպես ներքին, այնպես էլ միջազգային մակարդակով: Հետազոտողները հիմնականում ներկայացնում են Nano Cerium- ի օքսիդը եւ դրա կոմպոզիտային նյութերը տարբեր էլեկտրոդների նյութերի փոփոխման, բարելավելու իրենց էլեկտրաքիմիական գործունեությունը եւ դրանով իսկ բարձրացնում են էլեկտրոկատալական ակտիվությունը եւ վերջնական բարձրացումը:
Միկրոալիքային վառարանը եւ ուլտրաձայնը հաճախ կարեւոր օժանդակ միջոցներ են վերը նշված կատալիտիկական մոդելների համար: Ուլտրաձայնային աջակցություն ընդունելով որպես օրինակ, թրթռման ձայնային ալիքների օգտագործումը մեկ վայրկյանում 25 Խց հաճախականությամբ, միլիոնավոր ծայրաստիճան փոքր փուչիկներ ստեղծվում են հատուկ մշակված մաքրող միջոցով ձեւավորված լուծույթով: Այս փոքր փուչիկները, արագ սեղմման եւ ընդլայնման ժամանակ, անընդհատ արտադրում են պղպջակների պայթյուն, ինչը թույլ է տալիս նյութեր արագ փոխանակել եւ տարածել կատալիզատորների մակերեսը:
3 եզրակացություն
Nano Ceria- ն եւ դրա կոմպոզիտային նյութերը կարող են արդյունավետորեն բուժել իոններն ու օրգանական աղտոտող նյութերը եւ ունենան կարեւոր կիրառական ներուժ `ջրի բուժման հետագա ոլորտներում: Այնուամենայնիվ, հետազոտության մեծ մասը դեռ գտնվում է լաբորատոր փուլում, եւ ապագայում ջրի բուժման արագ դիմումի հասնելու համար անհրաժեշտ է շտապ դիմել հետեւյալ խնդիրները.
(1) Նանոյի համեմատաբար բարձր նախապատրաստման արժեքըCEO2Հիմնական նյութերը մնում են կարեւոր գործոն `ջրի բուժման մեջ իրենց դիմումների ճնշող մեծամասնության մեջ, որոնք դեռ գտնվում են լաբորատոր հետազոտական փուլում: Ուսումնասիրելով ցածր գնով, պարզ եւ արդյունավետ նախապատրաստման մեթոդներ, որոնք կարող են կարգավորել NANO- ի գլխավոր տնօրենի վրա հիմնված նյութերի ձեւաբանությունն ու չափը, շարունակում են մնալ հետազոտության ուշադրության կենտրոնում:
(2) Nano Ceo2- ի վրա հիմնված նյութերի փոքր մասնիկների չափի պատճառով վերամշակման եւ վերականգնման խնդիրները նույնպես կարեւոր գործոններ են, որոնք սահմանափակում են իրենց դիմումը: Դրա բաղկացուցիչ մասը խեժի նյութերով կամ մագնիսական նյութերով կլինի հիմնական հետազոտական ուղղություն `իր նյութական պատրաստման եւ վերամշակման տեխնոլոգիայի համար:
(3) Nano Ceo2- ի վրա հիմնված նյութական ջրի մաքրման տեխնոլոգիայի եւ կոյուղաջրերի մաքրման ավանդական տեխնոլոգիայի միջեւ համատեղ գործընթացի զարգացումը մեծապես կնպաստի Nano CEO2 հիմնված նյութական կատալիտիկական տեխնոլոգիայի կիրառմանը `ջրի բուժման ոլորտում:
(4) Նանոյի գլխավոր տնօրենների վրա հիմնված նյութերի թունավորության վերաբերյալ դեռեւս սահմանափակ հետազոտություններ կան, եւ դրանց շրջակա միջավայրի վարքագիծը եւ ջրի մաքրման համակարգերում թունավորության մեխանիզմը դեռ որոշված չեն: Կեղտաջրերի մաքրման իրական գործընթացը հաճախ ներառում է բազմաթիվ աղտոտիչների համակեցություն, եւ գոյակցող աղտոտող նյութերը շփվելու են միմյանց հետ, դրանով իսկ փոխելով նանոմատերի մակերեսային բնութագրերը եւ հնարավոր թունավորումը: Հետեւաբար, անհրաժեշտ է ավելի շատ հետազոտություններ իրականացնել հարակից ասպեկտների վերաբերյալ:
Փոստի ժամանակը, մայիսի -22-2023