Studi tentang sintesis dan modifikasiNanomaterial cerium oksida
SintesisCeria NanomaterialsTermasuk presipitasi, copresipitasi, hidrotermal, sintesis mekanik, sintesis pembakaran, gel sol, mikro lotion dan pirolisis, di antaranya metode sintesis utama adalah presipitasi dan hidrotermal. Metode hidrotermal dianggap sebagai metode bebas paling sederhana, paling ekonomis, dan aditif. Tantangan utama dari metode hidrotermal adalah untuk mengontrol morfologi skala nano, yang membutuhkan penyesuaian yang cermat untuk mengontrol karakteristiknya.
Modifikasiceriadapat ditingkatkan melalui beberapa metode: (1) mendoping ion logam lainnya dengan harga yang lebih rendah atau ukuran yang lebih kecil di kisi Ceria. Metode ini tidak hanya dapat meningkatkan kinerja oksida logam yang terlibat, tetapi juga membentuk bahan stabil baru dengan sifat fisik dan kimia baru. (2) Membubarkan ceria atau analognya yang didoping ke bahan pembawa yang sesuai, seperti karbon aktif, graphene, dll.Cerium oksidajuga dapat berfungsi sebagai pembawa untuk membubarkan logam seperti emas, platinum, dan paladium. Modifikasi bahan berbasis cerium dioksida terutama menggunakan logam transisi, logam tanah alkali/alkali langka, logam tanah jarang, dan logam mulia, yang memiliki aktivitas dan stabilitas termal yang lebih baik.
PenerapanCerium oksidadan katalis komposit
1, penerapan morfologi ceria yang berbeda
Laura et al. melaporkan penentuan tiga jenis diagram fase morfologi ceria, yang menghubungkan efek konsentrasi alkali dan suhu pengobatan hidrotermal dengan finalCEO2morfologi struktur nano. Hasil menunjukkan bahwa aktivitas katalitik secara langsung terkait dengan rasio Ce3+/Ce4+dan konsentrasi kekosongan oksigen permukaan. Wei et al. mensintesis tiga pt/CEO2katalis dengan morfologi pembawa yang berbeda (seperti batang (CEO2-R), kubik (CEO2-C), dan octahedral (CEO2-O), yang sangat cocok untuk oksidasi katalitik suhu rendah C2H4. Bian et al. menyiapkan serangkaianNanomaterial CEO2dengan morfologi batang berbentuk batang, kubik, granular, dan oktahedral, dan menemukan bahwa katalis dimuatNanopartikel CEO2(5ni/NP) menunjukkan aktivitas katalitik yang jauh lebih tinggi dan stabilitas yang lebih baik daripada katalis dengan bentuk lain dariCEO2mendukung.
2. Degradasi katalitik polutan dalam air
Cerium oksidatelah diakui sebagai katalis oksidasi ozon yang efektif untuk menghilangkan senyawa organik yang dipilih. Xiao et al. menemukan bahwa nanopartikel PT berhubungan dekatCEO2Pada permukaan katalis dan mengalami interaksi yang kuat, sehingga meningkatkan aktivitas dekomposisi ozon dan menghasilkan spesies oksigen yang lebih reaktif, yang berkontribusi pada oksidasi toluena. Zhang Lanhe dan yang lainnya menyiapkan dopedCEO2/Katalis Al2O3. Oksida logam doped memberikan ruang reaksi untuk reaksi antara senyawa organik dan O3, menghasilkan kinerja katalitik yang lebih tinggi dariCEO2/Al2o3 dan peningkatan situs aktif di permukaan katalis
Oleh karena itu, banyak penelitian telah menunjukkan ituCerium oksidaKatalis komposit tidak hanya dapat meningkatkan degradasi polutan mikro organik bandel di bidang pengobatan ozon katalitik air limbah, tetapi juga memiliki efek penghambatan pada bromat yang diproduksi selama proses katalitik ozon. Mereka memiliki prospek aplikasi yang luas dalam pengolahan air ozon.
3, degradasi katalitik senyawa organik yang mudah menguap
CEO2, sebagai oksida tanah jarang yang khas, telah dipelajari dalam katalisis multiphase karena kapasitas penyimpanan oksigen yang tinggi.
Wang et al. mensintesis oksida komposit Ce Mn dengan morfologi berbentuk batang (rasio molar Ce/Mn 3: 7) menggunakan metode hidrotermal. Ion Mn didoping ke dalamCEO2Kerangka kerja untuk menggantikan CE, sehingga meningkatkan konsentrasi lowongan oksigen. Karena Ce4+digantikan oleh ion Mn, lebih banyak lowongan oksigen terbentuk, yang merupakan alasan untuk aktivitas yang lebih tinggi. Du et al. Sintesis katalis oksida Mn Ce menggunakan metode baru yang menggabungkan presipitasi redoks dan metode hidrotermal. Mereka menemukan bahwa rasio mangan danceriumMemainkan peran penting dalam pembentukan katalis dan secara signifikan mempengaruhi kinerja dan aktivitas katalitiknya.Ceriumdalam manganCerium oksidaMemainkan peran penting dalam adsorpsi toluena, dan mangan telah terbukti memainkan peran penting dalam oksidasi toluena. Koordinasi antara mangan dan cerium meningkatkan proses reaksi katalitik.
4.Photocatalyst
Sun et al. Berhasil menyiapkan CE PR FE-0 @ C menggunakan metode presipitasi CO. Mekanisme spesifiknya adalah bahwa jumlah doping PR, Fe, dan C memainkan peran penting dalam aktivitas fotokatalitik. Memperkenalkan jumlah PR, Fe, dan C yang sesuaiCEO2dapat sangat meningkatkan efisiensi fotokatalitik dari sampel yang diperoleh, karena memiliki adsorpsi polutan yang lebih baik, penyerapan cahaya tampak yang lebih efektif, laju pembentukan pita karbon yang lebih tinggi, dan lebih banyak lowongan oksigen. Aktivitas fotokatalitik yang ditingkatkanCEO2-Go nanokomposit disiapkan oleh Ganesan et al. disebabkan oleh luas permukaan yang ditingkatkan, intensitas penyerapan, celah pita sempit, dan efek respons photor permukaan. Liu et al. menemukan bahwa katalis komposit CE/COWO4 adalah fotokatalis yang sangat efisien dengan nilai aplikasi potensial. Petrovic et al. siapCEO2Katalis menggunakan metode elektrodeposisi arus konstan dan memodifikasinya dengan tekanan atmosfer non termal yang berdenyut plasma korona. Baik bahan plasma yang dimodifikasi dan tidak dimodifikasi menunjukkan kemampuan katalitik yang baik dalam proses degradasi plasma dan fotokatalitik.
Kesimpulan
Artikel ini mengulas pengaruh metode sintesisCerium oksidaPada morfologi partikel, peran morfologi pada sifat permukaan dan aktivitas katalitik, serta efek sinergis dan aplikasi antaraCerium oksidadan dopan dan operator. Meskipun katalis berbasis cerium oksida telah banyak dipelajari dan diterapkan di bidang katalisis, dan telah membuat kemajuan yang signifikan dalam menyelesaikan masalah lingkungan seperti pengolahan air, masih ada banyak masalah praktis, seperti tidak jelasCerium oksidaMekanisme morfologi dan pemuatan Cerium mendukung katalis. Penelitian lebih lanjut diperlukan pada metode sintesis katalis, meningkatkan efek sinergis antara komponen, dan mempelajari mekanisme katalitik dari beban yang berbeda.
Penulis jurnal
Shandong Ceramics 2023 Edisi 2: 64-73
Penulis: Zhou Bin, Wang Peng, Meng fanpeng, dll
Waktu posting: Nov-29-2023