מחקר על הסינתזה ושינויננו -חומרים של תחמוצת Cerium
הסינתזה שלCeria nanomaterialsכולל משקעים, קומפוזיציה, הידרותרמית, סינתזה מכנית, סינתזת בעירה, ג'ל סול, קרם מיקרו ופירוליזה, ביניהן שיטות הסינתזה העיקריות הן משקעים והידרותרמיים. שיטה הידרותרמית נחשבת לשיטה הפשוטה ביותר, החסכונית ביותר וחופשית תוספים. האתגר העיקרי של השיטה ההידרותרמית הוא לשלוט על המורפולוגיה הננומטרית, הדורשת התאמה מדוקדקת כדי לשלוט במאפייניה.
שינוי שלCeriaניתן לשפר באמצעות מספר שיטות: (1) סמים יוני מתכת אחרים עם מחירים נמוכים יותר או בגדלים קטנים יותר בסריג Ceria. שיטה זו יכולה לא רק לשפר את הביצועים של תחמוצות המתכת המעורבות, אלא גם ליצור חומרים יציבים חדשים עם תכונות פיזיקליות וכימיות חדשות. (2) פיזרו את Ceria או את האנלוגים המסוממים שלה על חומרי נשא מתאימים, כגון פחמן פעיל, גרפן וכו '.תחמוצת Ceriumיכול לשמש גם כמוביל לפיזור מתכות כמו זהב, פלטינה ופלדיום. שינוי חומרים מבוססי דו חמצני של Cerium משתמש בעיקר במתכות מעבר, מתכות אדמה נדירות של אלקלי/אלקלי, מתכות אדמה נדירות ומתכות יקרות, שיש להן פעילות טובה יותר ויציבות תרמית.
יישום שלתחמוצת Ceriumוזרזים מורכבים
1, יישום מורפולוגיות שונות של Ceria
לורה ואח '. דיווחו על קביעתם של שלושה סוגים של דיאגרמות שלב מורפולוגיה של Ceria, המתייחסים להשפעות של ריכוז אלקלי וטמפרטורת טיפול הידרותרמית לסופיCEO2מורפולוגיה של ננו -מבנה. מהתוצאות עולה כי הפעילות הקטליטית קשורה ישירות ליחס CE3+/CE4+ולריכוז הפנוי של חמצן פני השטח. Wei et al. מסונתז שלושה pt/CEO2זרזים עם מורפולוגיות נשאיות שונות (מוט כמו (CEO2-ר), מעוקב (CEO2-C), ואוקטאהדרל (CEO2-O), המתאימים במיוחד לחמצון קטליטי בטמפרטורה נמוכה של C2H4. ביאן ואח '. הכין סדרה שלCeo2 ננו -חומריםעם מורפולוגיה בצורת מוט, מעוקב, גרגירי ואוקטאהדרלי, ומצאו כי זרזים נטענים עלחלקיקי ננו -חלקיקים של Ceo2(5NI/NPS) הציגו פעילות קטליטית גבוהה בהרבה ויציבות טובה יותר מזרזים עם צורות אחרות שלCEO2תְמִיכָה.
2. השפלה קטליטית של מזהמים במים
תחמוצת Ceriumהוכר כזרז חמצון יעיל לאוזון להסרת תרכובות אורגניות נבחרות. Xiao et al. מצא כי חלקיקי PT נמצאים בקשר הדוק עםCEO2על פני הזרז ועוברים אינטראקציות חזקות, ובכך שיפרו את פעילות הפירוק של האוזון ומייצרים מיני חמצן תגוביים יותר, התורמים לחמצון של טולואן. ג'אנג לאנה ואחרים הכינו מסוממיםCEO2/זרזים AL2O3. תחמוצות מתכת מסוממות מספקות מרחב תגובה לתגובה בין תרכובות אורגניות ל- O3, וכתוצאה מכך ביצועים קטליטיים גבוהים יותר שלCEO2/Al2O3 ועלייה באתרים פעילים על פני הזרז
לכן, מחקרים רבים הראו זאתתחמוצת Ceriumזרזים מורכבים לא יכולים רק לשפר את השפלה של מזהמים מיקרו אורגניים אורגניים בתחום הטיפול באוזון קטליטי בשפכים, אלא גם בעלי השפעות מעכבות על הברומט המיוצר במהלך התהליך הקטליטי באוזון. יש להם סיכויי יישום רחבים בטיפול במים באוזון.
3, השפלה קטליטית של תרכובות אורגניות נדיפות
CEO2, כתחמוצת אדמה נדירה טיפוסית, נחקר בקטליזה מרובה שלבים בגלל יכולת אחסון החמצן הגבוהה שלו.
Wang et al. סינתזה תחמוצת CE MN מורכבת עם מורפולוגיה בצורת מוט (יחס טוחני CE/MN של 3: 7) בשיטה הידרותרמית. יוני Mn היו מסוממים לתוךCEO2מסגרת להחלפת CE, ובכך להגדיל את ריכוז המשרות הפנויות בחמצן. כאשר CE4+מוחלף על ידי יוני MN, נוצרים יותר משרות פנויות חמצן, וזו הסיבה לפעילותה הגבוהה יותר. דו ואח '. זרזים של תחמוצת Mn CE מסונתזים בשיטה חדשה המשלבת משקעים redox ושיטות הידרותרמיות. הם גילו כי היחס בין מנגן וceriumמילא תפקיד מכריע בהיווצרות הזרז והשפיע באופן משמעותי על ביצועיו ועל פעילותו הקטליטית.Ceriumבמנגןתחמוצת Ceriumממלא תפקיד מכריע בספיחת טולואן, ומנגן הוכח כממלא תפקיד מכריע בחמצון של טולואן. התיאום בין מנגן לסריום משפר את תהליך התגובה הקטליטי.
4. פוטו -קטליסט
סאן ואח '. הכן בהצלחה CE PR FE-0 @ C בשיטת משקעים CO. המנגנון הספציפי הוא שכמות הסמים של PR, FE ו- C ממלאת תפקיד חשוב בפעילות הפוטו -קטליטית. הצגת סכום מתאים של יחסי ציבור, Fe ו- CCEO2יכול לשפר מאוד את היעילות הפוטו -קטליטית של הדגימה המתקבלת, מכיוון שיש לה ספיחה טובה יותר של מזהמים, ספיגה יעילה יותר של אור גלוי, קצב היווצרות גבוה יותר של פסי פחמן, ויותר משרות חמצן. הפעילות הפוטו -קטליטית המשופרת שלCEO2-על ננו -קומפוזיטים שהוכנו על ידי Ganesan et al. מיוחס לשטח הפנים המשופר, עוצמת הקליטה, אפקטים צרים של פס פס ותגובת פוטו פני השטח. Liu et al. מצא כי Ce/Cowo4 Composite Catalyst הוא פוטו -קטליסט יעיל ביותר בעל ערך יישום פוטנציאלי. Petrovic et al. מוּכָןCEO2זרזים בשיטת אלקטרו -דפוזיציה של זרם קבוע ושינו אותם בלחץ אטמוספרי שאינו תרמי פועם פלזמה של קורונה. שני חומרים ששונו בפלזמה וגם ללא שינוי מראים יכולת קטליטית טובה הן בתהליכי השפלה פוטו -קטליטיים.
מַסְקָנָה
מאמר זה סוקר את ההשפעה של שיטות סינתזה שלתחמוצת Ceriumעל מורפולוגיית החלקיקים, תפקיד המורפולוגיה על תכונות השטח והפעילות הקטליטית, כמו גם האפקט הסינרגיסטי והיישום ביןתחמוצת Ceriumוסופרים ומובילים. למרות שזרזים מבוססי תחמוצת Cerium נחקרו ויושמו באופן נרחב בתחום הקטליזה, והתקדמו משמעותית בפתרון בעיות סביבתיות כמו טיפול במים, עדיין יש בעיות מעשיות רבות, כמו לא ברורתחמוצת Ceriumמנגנון מורפולוגיה וטעינה של זרזים נתמכים על ידי Cerium. יש צורך במחקר נוסף על שיטת הסינתזה של זרזים, ומשפר את ההשפעה הסינרגיסטית בין רכיבים, וחקר המנגנון הקטליטי של עומסים שונים.
סופר יומן
שנדונג קרמיקה 2023 גיליון 2: 64-73
מחברים: ג'ואו בן, וואנג פנג, מנג פאנפנג וכו '
זמן ההודעה: נובמבר 29-2023