CeO2គឺជាសមាសធាតុសំខាន់នៃវត្ថុធាតុកម្រ។ នេះ។ធាតុកម្រនៃផែនដី សេរ៉ូមមានរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅតែមួយគត់ - 4f15d16s2 ។ ស្រទាប់ 4f ពិសេសរបស់វាអាចរក្សាទុក និងបញ្ចេញអេឡិចត្រុងយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ធ្វើឱ្យអ៊ីយ៉ុងសេរ៉ូមមានឥរិយាបទនៅក្នុងស្ថានភាព +3 valence និង +4 valence state ។ ដូច្នេះ វត្ថុធាតុ CeO2 មានរន្ធអុកស៊ីហ៊្សែនច្រើន ហើយមានសមត្ថភាពផ្ទុក និងបញ្ចេញអុកស៊ីសែនបានល្អ។ ការបំប្លែងទៅវិញទៅមកនៃ Ce (III) និង Ce (IV) ក៏ផ្តល់សម្ភារៈ CeO2 ជាមួយនឹងសមត្ថភាពកាតាលីករកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្មតែមួយគត់។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវត្ថុធាតុភាគច្រើន ណាណូ CeO2 ជាសម្ភារៈអសរីរាង្គប្រភេទថ្មី បានទទួលការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងទូលំទូលាយ ដោយសារផ្ទៃជាក់លាក់ខ្ពស់ សមត្ថភាពផ្ទុក និងការបញ្ចេញអុកស៊ីហ៊្សែនដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ចរន្តអ៊ីយ៉ុងអុកស៊ីហ៊្សែន ដំណើរការ redox និងការសាយភាយអុកស៊ីហ្សែនយ៉ាងលឿនក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ សមត្ថភាព។ បច្ចុប្បន្នមានរបាយការណ៍ស្រាវជ្រាវមួយចំនួនធំ និងកម្មវិធីដែលពាក់ព័ន្ធដោយប្រើប្រាស់ nano CeO2 ជាកាតាលីករ ភ្នាក់ងារបញ្ជូនកាតាលីករ ឬសារធាតុបន្ថែម សមាសធាតុសកម្ម និងសារធាតុ adsorbents។
1. វិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំ nanometerសេរ៉ូមអុកស៊ីដ
នាពេលបច្ចុប្បន្ន វិធីសាស្រ្តរៀបចំទូទៅសម្រាប់ nano ceria ភាគច្រើនរួមមានវិធីសាស្ត្រគីមី និងវិធីសាស្ត្ររូបវន្ត។ យោងទៅតាមវិធីសាស្រ្តគីមីផ្សេងៗគ្នា វិធីសាស្រ្តគីមីអាចបែងចែកទៅជា វិធីសាស្រ្តទឹកភ្លៀង វិធីសាស្រ្ត hydrothermal វិធីសាស្រ្ត solvothermal វិធីសាស្ត្រ sol gel method វិធីសាស្ត្រ microemulsion និង electrodeposition method; វិធីសាស្ត្ររូបវន្ត ជាចម្បងវិធីសាស្ត្រកិន។
1.1 វិធីសាស្រ្តកិន
វិធីសាស្រ្តកិនសម្រាប់ការរៀបចំ nano ceria ជាទូទៅប្រើការកិនខ្សាច់ដែលមានគុណសម្បត្តិនៃការចំណាយទាប ភាពស្និទ្ធស្នាលបរិស្ថាន ល្បឿនដំណើរការលឿន និងសមត្ថភាពដំណើរការខ្លាំង។ បច្ចុប្បន្នវាគឺជាវិធីសាស្រ្តកែច្នៃដ៏សំខាន់បំផុតនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម nano ceria ។ ជាឧទាហរណ៍ ការរៀបចំម្សៅប៉ូលា nano cerium oxide ជាទូទៅទទួលយកការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ calcination និងការកិនខ្សាច់ ហើយវត្ថុធាតុដើមនៃសារធាតុ denitration ដែលមានមូលដ្ឋានលើ cerium ក៏ត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាផងដែរសម្រាប់ការព្យាបាលមុន ឬព្យាបាលបន្ទាប់ពី calcination ដោយប្រើការកិនខ្សាច់។ ដោយប្រើសមាមាត្រអង្កាំកិនខ្សាច់ទំហំភាគល្អិតផ្សេងៗគ្នា ណាណូសេរៀជាមួយ D50 ចាប់ពីរាប់សិបទៅរាប់រយណាណូម៉ែត្រអាចទទួលបានតាមរយៈការកែតម្រូវ។
1.2 វិធីសាស្រ្តទឹកភ្លៀង
វិធីសាស្រ្តទឹកភ្លៀង សំដៅលើវិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំម្សៅរឹងដោយទឹកភ្លៀង ការបំបែក ការលាង ការសម្ងួត និងការរំលាយវត្ថុធាតុដើមដែលរលាយក្នុងសារធាតុរំលាយសមស្រប។ វិធីសាស្រ្តទឹកភ្លៀងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការរៀបចំវត្ថុធាតុណាណូដ៏កម្រ និងសារធាតុ doped ដែលមានគុណសម្បត្តិដូចជាដំណើរការរៀបចំសាមញ្ញ ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងការចំណាយទាប។ វាគឺជាវិធីសាស្រ្តដែលប្រើជាទូទៅសម្រាប់ការរៀបចំ nano ceria និងសមាសធាតុផ្សំរបស់វានៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។ វិធីសាស្រ្តនេះអាចរៀបចំ nano ceria ជាមួយនឹង morphology និងទំហំភាគល្អិតផ្សេងគ្នាដោយការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពទឹកភ្លៀង ការផ្តោតអារម្មណ៍សម្ភារៈ តម្លៃ pH ល្បឿនទឹកភ្លៀង ល្បឿនកូរ គំរូ។ល។ និងការរៀបចំនៃ nano ceria microspheres ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយ citrate ions ។ ជាជម្រើស អ៊ីយ៉ុង cerium អាចត្រូវបាន precipitated ដោយ OH - បង្កើតចេញពី hydrolysis នៃ sodium citrate ហើយបន្ទាប់មក incubed និង calcined ដើម្បីរៀបចំ flake ដូចជា nano ceria microspheres ។
1.3 វិធីសាស្រ្ត Hydrothermal និង solvothermal
វិធីសាស្រ្តទាំងពីរនេះសំដៅលើវិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំផលិតផលដោយប្រតិកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់និងសម្ពាធខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាពសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត។ នៅពេលដែលសារធាតុរំលាយប្រតិកម្មគឺជាទឹក វាត្រូវបានគេហៅថាវិធីសាស្ត្រ hydrothermal ។ ស្របគ្នានោះ នៅពេលដែលសារធាតុរំលាយប្រតិកម្មគឺជាសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ វាត្រូវបានគេហៅថាវិធីសាស្ត្រ solvothermal ។ ភាគល្អិតណាណូសំយោគមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយល្អ និងភាគល្អិតឯកសណ្ឋាន ជាពិសេសម្សៅណាណូដែលមានរូបសណ្ឋានផ្សេងៗគ្នា ឬមុខគ្រីស្តាល់ពិសេសដែលលាតត្រដាង។ រំលាយ cerium chloride ក្នុងទឹកចម្រោះ កូរ និងបន្ថែមដំណោះស្រាយ sodium hydroxide ។ ធ្វើប្រតិកម្ម hydrothermal នៅ 170 ℃ រយៈពេល 12 ម៉ោង ដើម្បីរៀបចំ cerium oxide nanorods ជាមួយនឹង យន្តហោះ គ្រីស្តាល់ ដែលលាតត្រដាង (111) និង (110) ។ តាមរយៈការកែតម្រូវលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម សមាមាត្រនៃយន្តហោះគ្រីស្តាល់ (110) នៅក្នុងយន្តហោះគ្រីស្តាល់ដែលលាតត្រដាងអាចត្រូវបានកើនឡើង ដែលបង្កើនសកម្មភាពកាតាលីកររបស់ពួកគេ។ ការកែតម្រូវសារធាតុរំលាយប្រតិកម្ម និងលីហ្គែនលើផ្ទៃ ក៏អាចបង្កើតភាគល្អិតណាណូ សេរីយ៉ា ជាមួយនឹង hydrophilicity ឬ lipophilicity ពិសេស។ ជាឧទាហរណ៍ ការបន្ថែមអ៊ីយ៉ុងអាសេតាតទៅដំណាក់កាលទឹកអាចរៀបចំ nanoparticles hydrophilic cerium oxide monodisperse នៅក្នុងទឹក។ ដោយជ្រើសរើសសារធាតុរំលាយដែលមិនមានប៉ូល និងណែនាំអាស៊ីត oleic ជា ligand កំឡុងពេលមានប្រតិកម្ម សារធាតុ monodisperse lipophilic ceria nanoparticles អាចត្រូវបានរៀបចំនៅក្នុងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គដែលមិនមានប៉ូល (សូមមើលរូបភាពទី 1)
រូបភាពទី 1 Monodisperse spherical nano ceria និង rod-shaped nano ceria
1.4 វិធីសាស្ត្រ Sol gel
វិធីសាស្ត្រ sol gel គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលប្រើសមាសធាតុមួយចំនួន ឬច្រើនជាសារធាតុមុន ធ្វើប្រតិកម្មគីមីដូចជា hydrolysis ក្នុងដំណាក់កាលរាវ ដើម្បីបង្កើតជា sol ហើយបន្ទាប់មកបង្កើតជាជែលបន្ទាប់ពីភាពចាស់ ហើយចុងក្រោយស្ងួត និង calcines ដើម្បីរៀបចំម្សៅ ultrafine ។ វិធីសាស្រ្តនេះគឺសមរម្យជាពិសេសសម្រាប់ការរៀបចំសម្ភារៈ nano ceria សមាសធាតុពហុសមាសធាតុដែលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយខ្លាំង ដូចជា ជាតិដែក សេរ៉ូម ទីតានីញ៉ូម សេរ៉ូម ហ្សីខនីញ៉ូម និងសមាសធាតុណាណូអុកស៊ីតផ្សេងទៀត ដែលត្រូវបានរាយការណ៍នៅក្នុងរបាយការណ៍ជាច្រើន។
1.5 វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត។
បន្ថែមពីលើវិធីសាស្រ្តខាងលើ ក៏មានវិធីសាស្ត្រមីក្រូឡូសិន វិធីសាស្ត្រសំយោគមីក្រូវ៉េវ វិធីសាស្ត្រអេឡិចត្រូត វិធីសាស្ត្រដុតភ្លើងប្លាស្មា វិធីសាស្ត្រអេឡិចត្រូលីស្យូមភ្នាសផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង និងវិធីសាស្រ្តជាច្រើនទៀត។ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះមានសារសំខាន់សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ និងការប្រើប្រាស់ nano ceria ។
ការប្រើប្រាស់ 2-nanometer cerium oxide ក្នុងការព្យាបាលទឹក។
Cerium គឺជាធាតុដ៏សម្បូរបែបបំផុតក្នុងចំណោមធាតុដ៏កម្រ ជាមួយនឹងតម្លៃទាប និងការប្រើប្រាស់ធំទូលាយ។ Nanometer ceria និងសមាសធាតុរបស់វាបានទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំងក្នុងវិស័យនៃការព្យាបាលទឹកដោយសារតែផ្ទៃជាក់លាក់ខ្ពស់ សកម្មភាពកាតាលីករខ្ពស់ និងស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។
2.1 ការអនុវត្តណាណូសេរ៉ូមអុកស៊ីដក្នុងការព្យាបាលទឹកដោយវិធីសាស្ត្រស្រូបយក
ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍នៃឧស្សាហកម្មដូចជា ឧស្សាហកម្មអេឡិចត្រូនិច បរិមាណទឹកសំណល់ដ៏ច្រើនដែលមានសារធាតុបំពុលដូចជា អ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ និងអ៊ីយ៉ុងហ្វ្លុយអូរីន ត្រូវបានបញ្ចេញចោល។ សូម្បីតែនៅការប្រមូលផ្តុំដានក៏ដោយ វាអាចបណ្តាលឱ្យមានគ្រោះថ្នាក់ដល់សារពាង្គកាយក្នុងទឹក និងបរិស្ថានរស់នៅរបស់មនុស្ស។ វិធីសាស្រ្តដែលប្រើជាទូទៅរួមមាន oxidation, flotation, reverse osmosis, adsorption, nanofiltration, biosorption ជាដើម ក្នុងចំណោមពួកគេ បច្ចេកវិទ្យា adsorption ជារឿយៗត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយសារតែប្រតិបត្តិការសាមញ្ញ តម្លៃទាប និងប្រសិទ្ធភាពព្យាបាលខ្ពស់។ សមា្ភារៈ Nano CeO2 មានផ្ទៃជាក់លាក់ខ្ពស់ និងសកម្មភាពលើផ្ទៃខ្ពស់ជាសារធាតុ adsorbents ហើយមានរបាយការណ៍ជាច្រើនស្តីពីការសំយោគ porous nano CeO2 និងសមា្ភារៈផ្សំរបស់វាជាមួយនឹង morphologies ផ្សេងគ្នាដើម្បីស្រូបយក និងយកអ៊ីយ៉ុងដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ចេញពីទឹក។
ការស្រាវជ្រាវបានបង្ហាញថា nano ceria មានសមត្ថភាព adsorption ខ្លាំងសម្រាប់ F - នៅក្នុងទឹកក្រោមលក្ខខណ្ឌអាស៊ីតខ្សោយ។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយដែលមានកំហាប់ដំបូងនៃ F - នៃ 100mg / L និង pH = 5-6 សមត្ថភាព adsorption សម្រាប់ F - គឺ 23mg / g ហើយអត្រានៃការយកចេញ F - គឺ 85.6% ។ បន្ទាប់ពីផ្ទុកវានៅលើបាល់ជ័រអាស៊ីត polyacrylic (បរិមាណផ្ទុក: 0.25g / g) សមត្ថភាពយកចេញនៃ F - អាចឈានដល់ជាង 99% នៅពេលព្យាបាលបរិមាណស្មើគ្នានៃ 100mg / L នៃ F - ដំណោះស្រាយ aqueous; នៅពេលដំណើរការបរិមាណ 120 ដងច្រើនជាង 90% នៃ F - អាចត្រូវបានយកចេញ។ នៅពេលប្រើដើម្បីស្រូបយក phosphate និង iodate សមត្ថភាព adsorption អាចឡើងដល់ជាង 100mg/g ក្រោមស្ថានភាព adsorption ល្អបំផុតដែលត្រូវគ្នា។ សម្ភារៈដែលប្រើរួចអាចប្រើឡើងវិញបានបន្ទាប់ពីការបន្ទោរបង់សាមញ្ញ និងការព្យាបាលអព្យាក្រឹត ដែលមានអត្ថប្រយោជន៍សេដ្ឋកិច្ចខ្ពស់។
មានការសិក្សាជាច្រើនស្តីពីការស្រូបយក និងព្យាបាលលោហធាតុធ្ងន់ដែលមានជាតិពុលដូចជា អាសេនិច ក្រូមីញ៉ូម កាដមីញ៉ូម និងសំណ ដោយប្រើ nano ceria និងសមាសធាតុផ្សំរបស់វា។ pH adsorption ល្អបំផុតប្រែប្រួលសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ដែលមានស្ថានភាពវ៉ាឡង់ផ្សេងគ្នា។ ឧទាហរណ៍ លក្ខខណ្ឌអាល់កាឡាំងខ្សោយជាមួយនឹងភាពលំអៀងអព្យាក្រឹតមានស្ថានភាពស្រូបយកល្អបំផុតសម្រាប់ As (III) ខណៈពេលដែលស្ថានភាពស្រូបយកល្អបំផុតសម្រាប់ As (V) ត្រូវបានសម្រេចក្រោមលក្ខខណ្ឌអាស៊ីតខ្សោយ ដែលសមត្ថភាពស្រូបយកអាចឈានដល់លើសពី 110mg/g ក្រោមទាំងពីរ។ លក្ខខណ្ឌ។ សរុបមក ការសំយោគដ៏ល្អប្រសើរនៃ nano ceria និងសមា្ភារៈផ្សំរបស់វាអាចសម្រេចបាននូវអត្រាស្រូបយក និងការដកយកចេញខ្ពស់សម្រាប់អ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ផ្សេងៗលើជួរ pH ដ៏ធំទូលាយមួយ។
ម្យ៉ាងវិញទៀត សារធាតុ nanomaterials ដែលមានមូលដ្ឋានលើ cerium oxide ក៏មានដំណើរការល្អក្នុងការស្រូបយកសារធាតុសរីរាង្គនៅក្នុងទឹកសំណល់ ដូចជាអាស៊ីតពណ៌ទឹកក្រូច rhodamine B ក្រហមកុងហ្គោជាដើម។ សមត្ថភាព adsorption ក្នុងការយកចេញនៃសារធាតុពណ៌សរីរាង្គ ជាពិសេសក្នុងការយកចេញនៃកុងហ្គោក្រហម ជាមួយនឹងសមត្ថភាព adsorption នៃ 942.7mg/g ក្នុង 60 នាទី។
2.2 ការប្រើប្រាស់ nano ceria ក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់
ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់ (AOPs សម្រាប់រយៈពេលខ្លី) ត្រូវបានស្នើឡើងដើម្បីកែលម្អប្រព័ន្ធព្យាបាលគ្មានជាតិទឹកដែលមានស្រាប់។ ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាបច្ចេកវិទ្យាអុកស៊ីតកម្មជ្រៅត្រូវបានកំណត់ដោយការផលិតអ៊ីដ្រូស៊ីលរ៉ាឌីកាល់ (· OH) រ៉ាឌីកាល់ superoxide (· O2 -) អុកស៊ីសែន singlet ជាដើមដែលមានសមត្ថភាពអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃប្រតិកម្មនៃសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធខ្ពស់ អគ្គិសនី សំឡេង វិទ្យុសកម្មពន្លឺ កាតាលីករ។ អុកស៊ីតកម្ម, អុកស៊ីតកម្មអេឡិចត្រូគីមី, អុកស៊ីតកម្ម Fenton ។ល។ (សូមមើលរូបភាពទី 2) ។
រូបភាពទី 2 ចំណាត់ថ្នាក់ និងបច្ចេកវិជ្ជារួមបញ្ចូលគ្នានៃដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់
ណាណូសេរីយ៉ាគឺជាកាតាលីករខុសគ្នាដែលត្រូវបានប្រើជាទូទៅក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់។ ដោយសារតែការបំប្លែងយ៉ាងឆាប់រហ័សរវាង Ce3+ និង Ce4+ និងឥទ្ធិពលកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្មយ៉ាងឆាប់រហ័សដែលបណ្តាលមកពីការស្រូបយក និងបញ្ចេញអុកស៊ីហ្សែន ណាណូសេរីយ៉ាមានសមត្ថភាពកាតាលីករល្អ។ នៅពេលប្រើជាអ្នកផ្សព្វផ្សាយកាតាលីករ វាក៏អាចជួយបង្កើនសមត្ថភាព និងស្ថេរភាពកាតាលីករយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពផងដែរ។ នៅពេលដែល nano ceria និងសមា្ភារៈសមាសធាតុរបស់វាត្រូវបានប្រើជាកាតាលីករ លក្ខណៈសម្បត្តិកាតាលីករប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹង morphology ទំហំភាគល្អិត និងប្លង់គ្រីស្តាល់ដែលបានលាតត្រដាង ដែលជាកត្តាសំខាន់ដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការ និងការអនុវត្តរបស់វា។ ជាទូទៅគេជឿថា ភាគល្អិតតូចជាង និងទំហំធំនៃផ្ទៃជាក់លាក់ កន្លែងសកម្មដែលត្រូវគ្នាកាន់តែច្រើន និងសមត្ថភាពកាតាលីករកាន់តែខ្លាំង។ សមត្ថភាពកាតាលីករនៃផ្ទៃគ្រីស្តាល់ដែលលាតត្រដាង ពីខ្លាំងទៅខ្សោយគឺស្ថិតនៅក្នុងលំដាប់នៃ (100) ផ្ទៃគ្រីស្តាល់> (110) ផ្ទៃគ្រីស្តាល់> (111) ផ្ទៃគ្រីស្តាល់ ហើយស្ថេរភាពដែលត្រូវគ្នាគឺផ្ទុយគ្នា។
Cerium oxide គឺជាសម្ភារៈ semiconductor ។ នៅពេលដែល nanometer cerium oxide ត្រូវបាន irradiated ដោយ photons ដែលមានថាមពលខ្ពស់ជាង band gap នោះ valence band electron មានការរំភើប ហើយការផ្លាស់ប្តូរ transition recombination កើតឡើង។ ឥរិយាបថនេះនឹងលើកកម្ពស់អត្រាបំប្លែង Ce3+ និង Ce4+ ដែលបណ្តាលឱ្យមានសកម្មភាព photocatalytic ខ្លាំងនៃ nano ceria ។ Photocatalysis អាចសម្រេចបាននូវការរិចរិលដោយផ្ទាល់នៃសារធាតុសរីរាង្គដោយគ្មានការបំពុលបន្ទាប់បន្សំ ដូច្នេះកម្មវិធីរបស់វាគឺជាបច្ចេកវិទ្យាដែលត្រូវបានសិក្សាច្រើនបំផុតក្នុងវិស័យ nano ceria នៅក្នុង AOPs ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ការផ្តោតសំខាន់គឺទៅលើការព្យាបាលការរិចរិលកាតាលីករនៃសារធាតុពណ៌ azo, phenol, chlorobenzene និងទឹកសំណល់ឱសថដោយប្រើកាតាលីករដែលមាន morphologies និងសមាសធាតុផ្សំផ្សេងៗគ្នា។ យោងតាមរបាយការណ៍នេះ នៅក្រោមវិធីសាស្រ្តសំយោគកាតាលីករដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង និងលក្ខខណ្ឌគំរូកាតាលីករ សមត្ថភាពនៃការរិចរិលនៃសារធាតុទាំងនេះជាទូទៅអាចឈានដល់ជាង 80% ហើយសមត្ថភាពដកយកចេញនៃកាបូនសរីរាង្គសរុប (TOC) អាចឈានដល់ជាង 40% ។
Nano cerium oxide catalysis សម្រាប់ការរិចរិលនៃសារធាតុបំពុលសរីរាង្គដូចជា អូហ្សូន និងអ៊ីដ្រូសែន peroxide គឺជាបច្ចេកវិទ្យាមួយផ្សេងទៀតដែលត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងទូលំទូលាយ។ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹង photocatalysis វាក៏ផ្តោតលើសមត្ថភាពនៃ nano ceria ជាមួយនឹង morphologies ឬ crystal planes និង សមាសធាតុអុកស៊ីតកម្មដែលមានមូលដ្ឋានលើ cerium ផ្សេងគ្នាដើម្បីកត់សុី និង degrade សារធាតុបំពុលសរីរាង្គ។ នៅក្នុងប្រតិកម្មបែបនេះ កាតាលីករអាចជំរុញការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់សកម្មមួយចំនួនធំពីអូហ្សូន ឬអ៊ីដ្រូសែន peroxide ដែលវាយប្រហារសារធាតុបំពុលសរីរាង្គ និងសម្រេចបាននូវសមត្ថភាពបំផ្លាញអុកស៊ីតកម្មដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន។ ដោយសារតែការបញ្ចូលសារធាតុអុកស៊ីតកម្មក្នុងប្រតិកម្ម សមត្ថភាពក្នុងការយកសមាសធាតុសរីរាង្គត្រូវបានពង្រឹងយ៉ាងខ្លាំង។ នៅក្នុងប្រតិកម្មភាគច្រើន អត្រានៃការដកយកចេញចុងក្រោយនៃសារធាតុគោលដៅអាចឈានដល់ ឬជិត 100% ហើយអត្រានៃការដកយកចេញ TOC ក៏ខ្ពស់ជាងផងដែរ។
នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់ electrocatalytic លក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ anode ជាមួយនឹងការវិវត្តនៃអុកស៊ីសែនខ្ពស់ហួសសក្តានុពលកំណត់ការជ្រើសរើសនៃវិធីសាស្រ្តអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់ electrocatalytic សម្រាប់ការព្យាបាលការបំពុលសរីរាង្គ។ សម្ភារៈ cathode គឺជាកត្តាសំខាន់ដែលកំណត់ការផលិត H2O2 ហើយការផលិត H2O2 កំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃវិធីសាស្រ្តអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់ electrocatalytic សម្រាប់ការព្យាបាលការបំពុលសរីរាង្គ។ ការសិក្សាអំពីការកែប្រែសម្ភារៈអេឡិចត្រូតដោយប្រើ nano ceria បានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយទាំងក្នុងស្រុក និងក្រៅស្រុក។ អ្នកស្រាវជ្រាវណែនាំជាចម្បងនូវ nano cerium oxide និងសមាសធាតុផ្សំរបស់វាតាមរយៈវិធីសាស្រ្តគីមីផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីកែប្រែសម្ភារអេឡិចត្រូតផ្សេងៗ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសកម្មភាពអេឡិចត្រូតរបស់ពួកគេ ហើយដោយហេតុនេះបង្កើនសកម្មភាព electrocatalytic និងអត្រាការដកយកចេញចុងក្រោយ។
មីក្រូវ៉េវ និងអ៊ុលត្រាសោន គឺជាវិធានការជំនួយដ៏សំខាន់សម្រាប់គំរូកាតាលីករខាងលើ។ ការទទួលយកជំនួយ ultrasonic ជាឧទាហរណ៍ ដោយប្រើរលកសំឡេងរំញ័រដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់ជាង 25kHz ក្នុងមួយវិនាទី ពពុះតូចៗជាច្រើនលានត្រូវបានបង្កើតនៅក្នុងដំណោះស្រាយដែលបង្កើតឡើងដោយភ្នាក់ងារសម្អាតដែលបានរចនាឡើងយ៉ាងពិសេស។ ពពុះតូចៗទាំងនេះ កំឡុងពេលបង្ហាប់ និងពង្រីកយ៉ាងឆាប់រហ័ស បង្កើតបានជាពពុះជាបន្តបន្ទាប់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យវត្ថុធាតុដើមផ្លាស់ប្តូរ និងសាយភាយយ៉ាងលឿនលើផ្ទៃកាតាលីករ ជារឿយៗបង្កើនប្រសិទ្ធភាពកាតាលីករ។
3 សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
Nano ceria និងសមា្ភារៈផ្សំរបស់វាអាចព្យាបាលអ៊ីយ៉ុង និងសារធាតុបំពុលសរីរាង្គក្នុងទឹកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងមានសក្តានុពលកម្មវិធីសំខាន់ក្នុងវិស័យព្យាបាលទឹកនាពេលអនាគត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការស្រាវជ្រាវភាគច្រើននៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលមន្ទីរពិសោធន៍ ហើយដើម្បីសម្រេចបាននូវការអនុវត្តយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងការព្យាបាលទឹកនាពេលអនាគត បញ្ហាខាងក្រោមនៅតែត្រូវដោះស្រាយជាបន្ទាន់៖
(1) ការចំណាយខ្ពស់នៃការរៀបចំណាណូCeO2សម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋាននៅតែជាកត្តាសំខាន់ក្នុងការអនុវត្តភាគច្រើនរបស់ពួកគេក្នុងការព្យាបាលទឹក ដែលនៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលស្រាវជ្រាវមន្ទីរពិសោធន៍នៅឡើយ។ ការស្វែងយល់ពីវិធីសាស្រ្តរៀបចំដែលមានតម្លៃទាប សាមញ្ញ និងមានប្រសិទ្ធភាព ដែលអាចគ្រប់គ្រងសរីរវិទ្យា និងទំហំនៃសម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋានលើ nano CeO2 នៅតែជាការផ្តោតអារម្មណ៍នៃការស្រាវជ្រាវ។
(2) ដោយសារទំហំភាគល្អិតតូចនៃសម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋានលើ nano CeO2 បញ្ហាការកែច្នៃ និងការបង្កើតឡើងវិញបន្ទាប់ពីការប្រើប្រាស់ក៏ជាកត្តាសំខាន់ដែលកំណត់ការប្រើប្រាស់របស់វា។ សមាសធាតុរបស់វាជាមួយនឹងវត្ថុធាតុដើមជ័រ ឬវត្ថុធាតុម៉ាញ៉េទិច នឹងក្លាយជាទិសដៅស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់សម្រាប់ការរៀបចំសម្ភារៈ និងបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃឡើងវិញរបស់វា។
(3) ការអភិវឌ្ឍន៍នៃដំណើរការរួមគ្នារវាងបច្ចេកវិជ្ជាប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកដែលមានមូលដ្ឋានលើសម្ភារៈ nano CeO2 និងបច្ចេកវិជ្ជាប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកស្អុយបែបប្រពៃណីនឹងជំរុញយ៉ាងខ្លាំងដល់ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើ nano CeO2 ក្នុងវិស័យប្រព្រឹត្តកម្មទឹក។
(4) នៅមានការស្រាវជ្រាវនៅមានកម្រិតលើការពុលនៃសម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋានលើ nano CeO2 ហើយឥរិយាបទបរិស្ថាន និងយន្តការនៃការពុលនៅក្នុងប្រព័ន្ធប្រព្រឹត្តកម្មទឹកមិនទាន់ត្រូវបានកំណត់នៅឡើយទេ។ ដំណើរការប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកស្អុយពិតប្រាកដជារឿយៗពាក់ព័ន្ធនឹងការរួមរស់នៃសារធាតុបំពុលជាច្រើន ហើយសារធាតុបំពុលដែលមានស្រាប់នឹងមានអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមក ដោយហេតុនេះការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈផ្ទៃ និងការពុលសក្តានុពលនៃវត្ថុធាតុណាណូ។ អាស្រ័យហេតុនេះ ចាំបាច់ត្រូវធ្វើការស្រាវជ្រាវបន្ថែមលើទិដ្ឋភាពពាក់ព័ន្ធ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ២២-ឧសភា-២០២៣