ნანო ცერიუმის ოქსიდის მომზადება და მისი გამოყენება წყლის დამუშავებაში

CeO2იშვიათი დედამიწის მასალების მნიშვნელოვანი კომპონენტია. Theიშვიათი დედამიწის ელემენტი ცერიუმიაქვს უნიკალური გარე ელექტრონული სტრუქტურა - 4f15d16s2. მის სპეციალურ 4f ფენას შეუძლია ეფექტურად შეინახოს და გაათავისუფლოს ელექტრონები, რის შედეგადაც ცერიუმის იონები იქცევიან +3 ვალენტურ მდგომარეობაში და +4 ვალენტურ მდგომარეობაში. ამიტომ, CeO2 მასალებს აქვთ მეტი ჟანგბადის ხვრელები და აქვთ ჟანგბადის შესანახად და განთავისუფლების შესანიშნავი უნარი. Ce (III) და Ce (IV) ურთიერთკონვერტაცია ასევე ანიჭებს CeO2 მასალებს უნიკალური ჟანგვის-აღდგენითი კატალიზური შესაძლებლობებით. ნაყარ მასალებთან შედარებით, ნანო CeO2-მა, როგორც ახალი ტიპის არაორგანულმა მასალამ, ფართო ყურადღება მიიპყრო მისი მაღალი სპეციფიური ზედაპირის ფართობის, ჟანგბადის შესანახი და გამოთავისუფლების შესანიშნავი უნარის, ჟანგბადის იონური გამტარობის, რედოქსის ეფექტურობისა და მაღალტემპერატურული ჟანგბადის თავისუფალი ადგილის დიფუზიის გამო. უნარი. ამჟამად არსებობს დიდი რაოდენობით კვლევის მოხსენებები და დაკავშირებული პროგრამები ნანო CeO2-ის გამოყენებით, როგორც კატალიზატორები, კატალიზატორის მატარებლები ან დანამატები, აქტიური კომპონენტები და ადსორბენტები.

1. ნანომეტრის მომზადების მეთოდიცერიუმის ოქსიდი

დღეისათვის ნანო ცერიის მომზადების გავრცელებული მეთოდები ძირითადად მოიცავს ქიმიურ მეთოდს და ფიზიკურ მეთოდს. სხვადასხვა ქიმიური მეთოდის მიხედვით, ქიმიური მეთოდები შეიძლება დაიყოს ნალექების მეთოდად, ჰიდროთერმული მეთოდით, სოლვოთერმული მეთოდით, სოლგელის მეთოდით, მიკროემულსიის მეთოდად და ელექტროდეპოზიციის მეთოდად; ფიზიკური მეთოდი ძირითადად დაფქვის მეთოდია.

 
1.1 სახეხი მეთოდი

ნანო ცერიას მომზადების დაფქვის მეთოდი ძირითადად იყენებს ქვიშის დაფქვას, რომელსაც აქვს დაბალი ღირებულება, გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა, დამუშავების სწრაფი სიჩქარე და დამუშავების ძლიერი უნარი. ამჟამად ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი გადამუშავების მეთოდი ნანო ცერიის ინდუსტრიაში. მაგალითად, ნანო ცერიუმის ოქსიდის გასაპრიალებელი ფხვნილის მომზადება ზოგადად იღებს კალცინაციისა და ქვიშის დაფქვის კომბინაციას, ხოლო ცერიუმზე დაფუძნებული დენიტაციის კატალიზატორების ნედლეული ასევე შერეულია წინასწარი დამუშავებისთვის ან დამუშავებული კალციაციის შემდეგ ქვიშის დაფქვის გამოყენებით. ქვიშის დაფქვის მძივების სხვადასხვა ზომის ნაწილაკების კოეფიციენტების გამოყენებით, ნანო ცერია D50-ით ათეულიდან ასობით ნანომეტრამდე მიიღება კორექტირების გზით.

 
1.2 ნალექის მეთოდი

ნალექის მეთოდი ეხება მყარი ფხვნილის მომზადების მეთოდს შესაბამისი გამხსნელებში გახსნილი ნედლეულის ნალექის, გამოყოფის, გარეცხვის, გაშრობის და კალცინაციით. ნალექის მეთოდი ფართოდ გამოიყენება იშვიათი დედამიწისა და დოპირებული ნანომასალების მოსამზადებლად, ისეთი უპირატესობებით, როგორიცაა მომზადების მარტივი პროცესი, მაღალი ეფექტურობა და დაბალი ღირებულება. ეს არის ფართოდ გამოყენებული მეთოდი ნანო ცერიისა და მისი კომპოზიტური მასალების მოსამზადებლად ინდუსტრიაში. ამ მეთოდს შეუძლია მოამზადოს ნანო ცერია სხვადასხვა მორფოლოგიით და ნაწილაკების ზომით, ნალექების ტემპერატურის, მასალის კონცენტრაციის, pH მნიშვნელობის, ნალექების სიჩქარის, მორევის სიჩქარის, შაბლონის და ა.შ. შეცვლით. და ნანო ცერიის მიკროსფეროების მომზადება კონტროლდება ციტრატის იონებით. ალტერნატიულად, ცერიუმის იონების დალექვა შესაძლებელია OH-ით - წარმოქმნილი ნატრიუმის ციტრატის ჰიდროლიზის შედეგად, შემდეგ კი ინკუბირებული და კალცინირებული, რათა მოამზადოს ფანტელი, როგორც ნანო ცერიის მიკროსფეროები.

 
1.3 ჰიდროთერმული და სოლვოთერმული მეთოდები

ეს ორი მეთოდი ეხება დახურულ სისტემაში კრიტიკულ ტემპერატურაზე მაღალი ტემპერატურით და მაღალი წნევის რეაქციით პროდუქტების მომზადების მეთოდს. როდესაც რეაქციის გამხსნელი წყალია, მას ჰიდროთერმული მეთოდი ეწოდება. შესაბამისად, როდესაც რეაქციის გამხსნელი ორგანული გამხსნელია, მას სოლვოთერმული მეთოდი ეწოდება. სინთეზირებულ ნანო ნაწილაკებს აქვთ მაღალი სისუფთავე, კარგი დისპერსიული და ერთგვაროვანი ნაწილაკები, განსაკუთრებით ნანო ფხვნილები სხვადასხვა მორფოლოგიით ან გამოფენილი სპეციალური კრისტალური სახეებით. გახსენით ცერიუმის ქლორიდი გამოხდილ წყალში, აურიეთ და დაამატეთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი. ჰიდროთერმული რეაქცია 170 ℃-ზე 12 საათის განმავლობაში, რათა მოამზადოს ცერიუმის ოქსიდის ნანოროლები დაუცველი (111) და (110) ბროლის სიბრტყეებით. რეაქციის პირობების რეგულირებით, შეიძლება გაიზარდოს (110) კრისტალური სიბრტყის პროპორცია დაუცველ კრისტალურ სიბრტყეში, რაც კიდევ უფრო აძლიერებს მათ კატალიზურ აქტივობას. რეაქციის გამხსნელისა და ზედაპირული ლიგანდების რეგულირებით ასევე შეიძლება წარმოიქმნას ნანო ცერიის ნაწილაკები სპეციალური ჰიდროფილურობით ან ლიპოფილურობით. მაგალითად, წყლის ფაზაში აცეტატის იონების დამატებამ შეიძლება მოამზადოს მონოდისპერსიული ცერიუმის ოქსიდის ჰიდროფილური ნანონაწილაკები წყალში. არაპოლარული გამხსნელის შერჩევით და რეაქციის დროს ოლეინის მჟავას ლიგანდად შეყვანით, მონოდისპერსული ლიპოფილური ცერიის ნანონაწილაკები შეიძლება მომზადდეს არაპოლარული ორგანულ გამხსნელებში. (იხ. სურათი 1)

სურათი 1 მონოდისპერსიული სფერული ნანო ცერია და ღეროს ფორმის ნანო ცერია

1.4 სოლ გელის მეთოდი

სოლგელის მეთოდი არის მეთოდი, რომელიც იყენებს ზოგიერთ ან რამდენიმე ნაერთს, როგორც წინამორბედს, ატარებს ქიმიურ რეაქციებს, როგორიცაა ჰიდროლიზი თხევად ფაზაში, სოლის წარმოქმნის მიზნით, შემდეგ კი აყალიბებს გელს დაბერების შემდეგ, და ბოლოს აშრობს და კალცინებს ულტრაფიზიკური ფხვნილების მოსამზადებლად. ეს მეთოდი განსაკუთრებით შესაფერისია მაღალი დისპერსიული მრავალკომპონენტიანი ნანო ცერიის კომპოზიტური ნანომასალების მოსამზადებლად, როგორიცაა ცერიუმის რკინა, ცერიუმის ტიტანი, ცერიუმის ცირკონიუმი და სხვა კომპოზიტური ნანო ოქსიდები, რომლებიც მოხსენებულია მრავალ ანგარიშში.

 
1.5 სხვა მეთოდები

ზემოაღნიშნული მეთოდების გარდა, არსებობს აგრეთვე მიკრო ლოსიონის მეთოდი, მიკროტალღური სინთეზის მეთოდი, ელექტროდეპოზიციის მეთოდი, პლაზმური ალი წვის მეთოდი, იონგაცვლის მემბრანის ელექტროლიზის მეთოდი და მრავალი სხვა მეთოდი. ამ მეთოდებს დიდი მნიშვნელობა აქვს ნანო ცერიის კვლევისა და გამოყენებისთვის.

 
2 ნანომეტრიანი ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება წყლის დამუშავებაში

ცერიუმი არის ყველაზე უხვი ელემენტი იშვიათი დედამიწის ელემენტებს შორის, დაბალი ფასებით და ფართო აპლიკაციით. ნანომეტრულმა ცერიამ და მისმა კომპოზიტებმა დიდი ყურადღება მიიპყრო წყლის დამუშავების სფეროში მათი მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობის, მაღალი კატალიზური აქტივობისა და შესანიშნავი სტრუქტურული სტაბილურობის გამო.

 
2.1 გამოყენებანანო ცერიუმის ოქსიდიწყლის დამუშავებაში ადსორბციული მეთოდით

ბოლო წლებში, ისეთი ინდუსტრიების განვითარებით, როგორიცაა ელექტრონიკის ინდუსტრია, გამოიყოფა დიდი რაოდენობით ჩამდინარე წყლები, რომლებიც შეიცავს დამაბინძურებლებს, როგორიცაა მძიმე ლითონის იონები და ფტორის იონები. კვალი კონცენტრაციის დროსაც კი, მას შეუძლია მნიშვნელოვანი ზიანი მიაყენოს წყლის ორგანიზმებს და ადამიანის საცხოვრებელ გარემოს. ხშირად გამოყენებული მეთოდები მოიცავს დაჟანგვას, ფლოტაციას, უკუ ოსმოსს, ადსორბციას, ნანოფილტრაციას, ბიოსორბციას და ა.შ. მათ შორის, ადსორბციის ტექნოლოგია ხშირად გამოიყენება მისი მარტივი მუშაობის, დაბალი ღირებულებისა და დამუშავების მაღალი ეფექტურობის გამო. Nano CeO2 მასალებს აქვთ მაღალი სპეციფიური ზედაპირის ფართობი და მაღალი ზედაპირული აქტივობა, როგორც ადსორბენტები, და იყო მრავალი მოხსენება ფოროვანი ნანო CeO2 და მისი კომპოზიტური მასალების სინთეზის შესახებ, სხვადასხვა მორფოლოგიით, ადსორბციისთვის და მავნე იონების წყლიდან ამოსაღებად.

კვლევამ აჩვენა, რომ ნანო ცერიას აქვს ძლიერი ადსორბციის უნარი F - წყალში სუსტი მჟავე პირობებში. F-ის საწყისი კონცენტრაციით 100მგ/ლ და pH=5-6 ხსნარში, F-ის ადსორბციული უნარი არის 23მგ/გ, ხოლო F-ის მოცილების სიჩქარე 85,6%. პოლიაკრილის მჟავას ფისოვანი ბურთზე დატენვის შემდეგ (დამტვირთავი რაოდენობა: 0.25გ/გ), F-ის მოცილების უნარი შეიძლება მიაღწიოს 99%-ს 100მგ/ლ F-წყლიანი ხსნარის თანაბარი მოცულობის დამუშავებისას; 120-ჯერ მეტი მოცულობის დამუშავებისას შესაძლებელია F-ის 90%-ზე მეტი ამოღება. როდესაც გამოიყენება ფოსფატისა და იოდატის ადსორბციისთვის, ადსორბციული სიმძლავრე შეიძლება მიაღწიოს 100 მგ/გ-ზე მეტს შესაბამისი ოპტიმალური ადსორბციული მდგომარეობის პირობებში. გამოყენებული მასალის ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია მარტივი დეზორბციისა და განეიტრალების დამუშავების შემდეგ, რასაც აქვს მაღალი ეკონომიკური სარგებელი.

არსებობს მრავალი კვლევა ტოქსიკური მძიმე მეტალების ადსორბციისა და მკურნალობის შესახებ, როგორიცაა დარიშხანი, ქრომი, კადმიუმი და ტყვია ნანო ცერიისა და მისი კომპოზიტური მასალების გამოყენებით. ოპტიმალური ადსორბციის pH განსხვავდება მძიმე მეტალის იონების სხვადასხვა ვალენტური მდგომარეობის მქონე. მაგალითად, სუსტ ტუტე მდგომარეობას ნეიტრალური მიკერძოებით აქვს საუკეთესო ადსორბციული მდგომარეობა As (III), ხოლო ოპტიმალური ადსორბციის მდგომარეობა As (V)-სთვის მიიღწევა სუსტი მჟავე პირობებში, სადაც ადსორბციის უნარი შეიძლება მიაღწიოს 110 მგ/გ-ზე მეტს ორივე შემთხვევაში. პირობები. საერთო ჯამში, ნანო ცერიის და მისი კომპოზიტური მასალების ოპტიმიზებული სინთეზით შეიძლება მიაღწიოს ადსორბციისა და მოცილების მაღალ სიჩქარეს სხვადასხვა მძიმე მეტალის იონებისთვის pH ფართო დიაპაზონში.

მეორეს მხრივ, ცერიუმის ოქსიდზე დაფუძნებულ ნანომასალებს ასევე აქვთ გამორჩეული მოქმედება ჩამდინარე წყლებში ორგანული ნივთიერებების შეწოვაში, როგორიცაა მჟავა ნარინჯისფერი, როდამინი B, კონგოს წითელი და ა.შ. ადსორბციის უნარი ორგანული საღებავების მოცილებაში, განსაკუთრებით კონგოს წითელი ფერის მოცილებაში, ადსორბციული სიმძლავრით 942.7 მგ/გ 60 წუთში.

 
2.2 ნანო ცერიის გამოყენება მოწინავე დაჟანგვის პროცესში

მოწინავე ჟანგვის პროცესი (მოკლედ AOPs) შემოთავაზებულია არსებული უწყლო გამწმენდი სისტემის გასაუმჯობესებლად. მოწინავე დაჟანგვის პროცესი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ღრმა დაჟანგვის ტექნოლოგია, ხასიათდება ჰიდროქსილის რადიკალის (· OH), სუპეროქსიდის რადიკალის (· O2 -), ერთჯერადი ჟანგბადის და ა.შ. წარმოებით ძლიერი დაჟანგვის უნარით. რეაქციის პირობებში მაღალი ტემპერატურა და წნევა, ელექტროენერგია, ხმა, სინათლის დასხივება, კატალიზატორი და ა.შ. თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნის სხვადასხვა გზებისა და რეაქციის პირობების მიხედვით, ისინი შეიძლება დაიყოს ფოტოქიმიურ დაჟანგბად, კატალიზურ სველ დაჟანგად, სონოქიმიურ დაჟანგვად, ოზონად. დაჟანგვა, ელექტროქიმიური დაჟანგვა, ფენტონის დაჟანგვა და ა.შ. (იხ. სურათი 2).

ნახაზი 2 გაფართოებული დაჟანგვის პროცესის კლასიფიკაცია და ტექნოლოგიური კომბინაცია

ნანო ცერიაარის ჰეტეროგენული კატალიზატორი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება გაფართოებული დაჟანგვის პროცესში. Ce3+-სა და Ce4+-ს შორის სწრაფი გარდაქმნის და ჟანგბადის შეწოვისა და განთავისუფლების შედეგად გამოწვეული სწრაფი დაჟანგვის შემცირების ეფექტის გამო, ნანო ცერიას აქვს კარგი კატალიზური უნარი. კატალიზატორის პრომოტორად გამოყენებისას მას ასევე შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს კატალიზური უნარი და სტაბილურობა. როდესაც ნანო ცერია და მისი კომპოზიტური მასალები გამოიყენება კატალიზატორებად, კატალიზური თვისებები მნიშვნელოვნად განსხვავდება მორფოლოგიის, ნაწილაკების ზომისა და გამოფენილი ბროლის სიბრტყეების მიხედვით, რაც წარმოადგენს ძირითად ფაქტორებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ მათ შესრულებასა და გამოყენებაზე. ზოგადად მიჩნეულია, რომ რაც უფრო პატარაა ნაწილაკები და რაც უფრო დიდია სპეციფიური ზედაპირის ფართობი, მით მეტია შესაბამისი აქტიური ადგილი და მით უფრო ძლიერია კატალიზური უნარი. ღია ბროლის ზედაპირის კატალიზური უნარი, ძლიერიდან სუსტამდე, არის (100) ბროლის ზედაპირი>(110) ბროლის ზედაპირი>(111) ბროლის ზედაპირის რიგის და შესაბამისი სტაბილურობა საპირისპიროა.

ცერიუმის ოქსიდი არის ნახევარგამტარული მასალა. როდესაც ნანომეტრიანი ცერიუმის ოქსიდი დასხივებულია ფოტონებით, რომელთა ენერგია უფრო მაღალია, ვიდრე ზოლის უფსკრული, ვალენტური ზოლის ელექტრონები აღგზნებულია და ხდება გარდამავალი რეკომბინაციის ქცევა. ეს ქცევა ხელს შეუწყობს Ce3+ და Ce4+-ის კონვერტაციის სიჩქარეს, რაც გამოიწვევს ნანო ცერიის ძლიერ ფოტოკატალიტურ აქტივობას. ფოტოკატალიზს შეუძლია მიაღწიოს ორგანული ნივთიერებების პირდაპირ დეგრადაციას მეორადი დაბინძურების გარეშე, ამიტომ მისი გამოყენება ყველაზე შესწავლილი ტექნოლოგიაა ნანო ცერიის სფეროში AOP-ებში. ამჟამად, ძირითადი აქცენტი კეთდება აზო საღებავების, ფენოლის, ქლორბენზოლის და ფარმაცევტული ჩამდინარე წყლების კატალიზური დეგრადაციის მკურნალობაზე სხვადასხვა მორფოლოგიისა და კომპოზიციური შემადგენლობის კატალიზატორების გამოყენებით. მოხსენების თანახმად, კატალიზატორის სინთეზის ოპტიმიზებული მეთოდით და კატალიზური მოდელის პირობებში, ამ ნივთიერებების დეგრადაციის უნარი შეიძლება ზოგადად მიაღწიოს 80%-ზე მეტს, ხოლო მთლიანი ორგანული ნახშირბადის (TOC) ამოღების მოცულობა შეიძლება მიაღწიოს 40%-ზე მეტს.

ნანო ცერიუმის ოქსიდის კატალიზირება ორგანული დამაბინძურებლების დეგრადაციისთვის, როგორიცაა ოზონი და წყალბადის ზეჟანგი, არის კიდევ ერთი ფართოდ შესწავლილი ტექნოლოგია. ფოტოკატალიზის მსგავსად, ის ასევე ყურადღებას ამახვილებს ნანო ცერიის უნარზე სხვადასხვა მორფოლოგიით ან კრისტალური სიბრტყით და სხვადასხვა ცერიუმზე დაფუძნებული კომპოზიციური კატალიზური ოქსიდანტებით ორგანული დამაბინძურებლების დაჟანგვისა და დეგრადაციისთვის. ასეთ რეაქციებში კატალიზატორებს შეუძლიათ ოზონიდან ან წყალბადის ზეჟანგით აქტიური რადიკალების წარმოქმნის კატალიზირება, რომლებიც თავს ესხმიან ორგანულ დამაბინძურებლებს და აღწევენ უფრო ეფექტურ ჟანგვითი დეგრადაციის შესაძლებლობებს. რეაქციაში ოქსიდანტების შეყვანის გამო, ორგანული ნაერთების ამოღების უნარი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია. უმეტეს რეაქციაში, სამიზნე ნივთიერების საბოლოო მოცილების სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს ან მიახლოება 100%-ს და TOC მოცილების სიჩქარე ასევე უფრო მაღალია.

ელექტროკატალიტიკური მოწინავე დაჟანგვის მეთოდში, ანოდური მასალის თვისებები მაღალი ჟანგბადის ევოლუციის ჭარბი პოტენციალით განსაზღვრავს ელექტროკატალიტიკური მოწინავე დაჟანგვის მეთოდის სელექციურობას ორგანული დამაბინძურებლების დასამუშავებლად. კათოდური მასალა წარმოადგენს H2O2-ის წარმოების განმსაზღვრელ მნიშვნელოვან ფაქტორს, ხოლო H2O2-ის წარმოება განსაზღვრავს ელექტროკატალიტიკური მოწინავე დაჟანგვის მეთოდის ეფექტურობას ორგანული დამაბინძურებლების დასამუშავებლად. ელექტროდის მასალის მოდიფიკაციის შესწავლამ ნანო ცერიის გამოყენებით ფართო ყურადღება მიიპყრო როგორც შიდა, ასევე საერთაშორისო დონეზე. მკვლევარები ძირითადად ნერგავენ ნანო ცერიუმის ოქსიდს და მის კომპოზიტურ მასალებს სხვადასხვა ქიმიური მეთოდით, რათა შეცვალონ სხვადასხვა ელექტროდი მასალები, გააუმჯობესონ მათი ელექტროქიმიური აქტივობა და ამით გაზარდონ ელექტროკატალიტიკური აქტივობა და საბოლოო მოცილების სიჩქარე.

მიკროტალღური ღუმელი და ულტრაბგერა ხშირად მნიშვნელოვანი დამხმარე ღონისძიებაა ზემოთ ჩამოთვლილი კატალიზური მოდელებისთვის. მაგალითად, ულტრაბგერითი დახმარებით, ვიბრაციული ხმის ტალღების გამოყენებით 25 kHz-ზე მაღალი სიხშირით წამში, მილიონობით უკიდურესად პატარა ბუშტი წარმოიქმნება სპეციალურად შექმნილი საწმენდი აგენტით შექმნილ ხსნარში. ეს პატარა ბუშტები, სწრაფი შეკუმშვისა და გაფართოების დროს, მუდმივად წარმოქმნის ბუშტების აფეთქებას, რაც საშუალებას აძლევს მასალებს სწრაფად გაცვალონ და გავრცელდნენ კატალიზატორის ზედაპირზე, რაც ხშირად ექსპონენტურად აუმჯობესებს კატალიზატორის ეფექტურობას.

 
3 დასკვნა

ნანო ცერიას და მის კომპოზიტურ მასალებს შეუძლიათ ეფექტურად ამუშავებენ წყალში იონებს და ორგანულ დამაბინძურებლებს და აქვთ მნიშვნელოვანი გამოყენების პოტენციალი წყლის სამომავლო დამუშავების სფეროებში. თუმცა, კვლევების უმეტესობა ჯერ კიდევ ლაბორატორიულ სტადიაშია და მომავალში წყლის დამუშავებაში სწრაფი გამოყენების მისაღწევად, შემდეგი საკითხები ჯერ კიდევ სასწრაფოდ უნდა გადაიჭრას:

(1) ნანოს მომზადების შედარებით მაღალი ღირებულებაCeO2დაფუძნებული მასალები რჩება მნიშვნელოვან ფაქტორად წყლის დამუშავებაში მათი გამოყენების აბსოლუტურ უმრავლესობაში, რომლებიც ჯერ კიდევ ლაბორატორიული კვლევის ეტაპზეა. იაფფასიანი, მარტივი და ეფექტური მომზადების მეთოდების შესწავლა, რომელსაც შეუძლია დაარეგულიროს ნანო CeO2-ზე დაფუძნებული მასალების მორფოლოგია და ზომა, ჯერ კიდევ კვლევის აქცენტია.

(2) ნანო CeO2-ზე დაფუძნებული მასალების ნაწილაკების მცირე ზომის გამო, გამოყენების შემდეგ გადამუშავებისა და რეგენერაციის საკითხები ასევე მნიშვნელოვანი ფაქტორებია, რომლებიც ზღუდავს მათ გამოყენებას. მისი კომპოზიტი ფისოვანი მასალებით ან მაგნიტური მასალებით იქნება კვლევის ძირითადი მიმართულება მისი მასალის მომზადებისა და გადამუშავების ტექნოლოგიისთვის.

(3) ნანო CeO2-ზე დაფუძნებული მასალის წყლის დამუშავების ტექნოლოგიასა და კანალიზაციის ტრადიციული დამუშავების ტექნოლოგიას შორის ერთობლივი პროცესის შემუშავება მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს ნანო CeO2-ზე დაფუძნებული მასალის კატალიზური ტექნოლოგიის გამოყენებას წყლის დამუშავების სფეროში.

(4) ჯერ კიდევ შეზღუდულია კვლევა ნანო CeO2-ზე დაფუძნებული მასალების ტოქსიკურობის შესახებ და მათი გარემოსდაცვითი ქცევა და ტოქსიკურობის მექანიზმი წყლის გამწმენდ სისტემებში ჯერ არ არის განსაზღვრული. კანალიზაციის ფაქტობრივი დამუშავების პროცესი ხშირად მოიცავს მრავალი დამაბინძურებლის თანაარსებობას და თანაარსებული დამაბინძურებლები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, რითაც ცვლის ნანომასალების ზედაპირის მახასიათებლებს და პოტენციურ ტოქსიკურობას. ამიტომ, გადაუდებელი აუცილებლობაა ჩატარდეს მეტი კვლევა დაკავშირებულ ასპექტებზე.