Sintezės ir modifikavimo tyrimasCerio oksido nanomedžiagos
SintezėCeria nanomedžiagosapima nusodinimą, koprecipitaciją, hidroterminę, mechaninę sintezę, degimo sintezę, zolio gelį, mikrolosjoną ir pirolizę, tarp kurių pagrindiniai sintezės metodai yra nusodinimas ir hidroterminė. Hidroterminis metodas laikomas paprasčiausiu, ekonomiškiausiu ir be priedų metodu. Pagrindinis hidroterminio metodo iššūkis yra kontroliuoti nanoskalės morfologiją, kuri reikalauja kruopštaus reguliavimo, kad būtų galima kontroliuoti jo charakteristikas.
Modifikacijacerijagali būti sustiprintas keliais būdais: (1) kitų metalų jonų dopingas žemesnėmis kainomis arba mažesniais dydžiais ceria gardelėse. Šis metodas gali ne tik pagerinti naudojamų metalų oksidų veikimą, bet ir suformuoti naujas stabilias medžiagas su naujomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis. (2) Išsklaidykite cerio oksidą arba jo legiruotus analogus ant tinkamų nešiklio medžiagų, tokių kaip aktyvuota anglis, grafenas ir kt.Cerio oksidastaip pat gali tarnauti kaip metalų, tokių kaip auksas, platina ir paladis, išsklaidymo nešiklis. Modifikuojant cerio dioksido pagrindu pagamintas medžiagas daugiausia naudojami pereinamieji metalai, reti šarminiai/šarminių žemių metalai, retieji žemių metalai ir taurieji metalai, kurių aktyvumas ir terminis stabilumas yra geresnis.
TaikymasCerio oksidasir kompozitiniai katalizatoriai
1, skirtingų cerio morfologijų taikymas
Laura ir kt. pranešė apie trijų tipų cerio morfologijos fazių diagramų nustatymą, susietą su šarmų koncentracijos ir hidroterminio apdorojimo temperatūros poveikiu galutiniamCeO2nanostruktūros morfologija. Rezultatai rodo, kad katalizinis aktyvumas yra tiesiogiai susijęs su Ce3+/Ce4+ santykiu ir paviršiaus deguonies laisvos vietos koncentracija. Wei ir kt. susintetino tris Pt/CeO2katalizatoriai su skirtingomis nešiklio morfologijomis (panašūs į lazdelesCeO2-R), kubinis (CeO2-C) ir oktaedras (CeO2-O), kurie ypač tinka žemos temperatūros kataliziniam C2H4 oksidavimui. Bian ir kt. parengė serijąCeO2 nanomedžiagossu strypo formos, kubine, granuliuota ir oktaedrine morfologija, ir nustatė, kad katalizatoriai pakrautiCeO2 nanodalelės(5Ni / NP) pasižymėjo daug didesniu kataliziniu aktyvumu ir geresniu stabilumu nei katalizatoriai su kitomis formomis.CeO2parama.
2.Katalizinis teršalų skaidymas vandenyje
Cerio oksidasbuvo pripažintas kaip efektyvus ozono oksidacijos katalizatorius, pašalinantis pasirinktus organinius junginius. Xiao ir kt. nustatė, kad Pt nanodalelės glaudžiai liečiasi suCeO2ant katalizatoriaus paviršiaus ir patiria stiprią sąveiką, taip pagerindamas ozono skilimo aktyvumą ir gamindamas daugiau reaktyvių deguonies rūšių, kurios prisideda prie tolueno oksidacijos. Zhang Lanhe ir kiti paruošė dopingąCeO2/Al2O3 katalizatoriai. Legiruoti metalų oksidai suteikia reakcijos erdvę reakcijai tarp organinių junginių ir O3, todėl padidėja katalizinės savybės.CeO2/Al2O3 ir aktyvių vietų padidėjimas katalizatoriaus paviršiuje
Todėl daugelis tyrimų parodė, kadcerio oksidasSudėtiniai katalizatoriai gali ne tik sustiprinti nepalankių organinių mikroteršalų skaidymą katalizinio nuotekų valymo ozonu srityje, bet ir turėti slopinamąjį poveikį ozono katalizinio proceso metu susidarančiam bromatui. Jie turi plačias taikymo perspektyvas ozono vandens valymui.
3, Lakiųjų organinių junginių katalizinis skaidymas
CeO2, kaip tipiškas retųjų žemių oksidas, buvo ištirtas daugiafazėje katalizėje dėl didelio deguonies kaupimo pajėgumo.
Wang ir kt. hidroterminiu metodu susintetino Ce Mn kompozitinį oksidą su lazdelės formos morfologija (Ce/Mn molinis santykis 3:7). Mn jonai buvo legiruoti įCeO2sistema pakeisti Ce, taip padidinant laisvų deguonies darbo vietų koncentraciją. Kadangi Ce4+ pakeičiamas Mn jonais, susidaro daugiau deguonies laisvų vietų, tai ir yra didesnio jo aktyvumo priežastis. Du ir kt. susintetinti Mn Ce oksido katalizatoriai, naudojant naują metodą, jungiantį redokso nusodinimo ir hidroterminius metodus. Jie nustatė, kad mangano ircerisvaidino lemiamą vaidmenį formuojant katalizatorių ir reikšmingai paveikė jo veikimą bei katalizinį aktyvumą.Cerismanganecerio oksidasvaidina lemiamą vaidmenį tolueno adsorbcijoje, o manganas vaidina lemiamą vaidmenį tolueno oksidacijoje. Koordinavimas tarp mangano ir cerio pagerina katalizinės reakcijos procesą.
4.Fotokatalizatorius
Sun ir kt. sėkmingai paruoštas Ce Pr Fe-0 @ C naudojant bendro nusodinimo metodą. Specifinis mechanizmas yra tas, kad Pr, Fe ir C dopingo kiekis vaidina svarbų vaidmenį fotokatalizės veikloje. Įvedamas atitinkamas kiekis Pr, Fe ir CCeO2gali labai pagerinti gauto mėginio fotokatalitinį efektyvumą, nes jis geriau adsorbuoja teršalus, efektyviau sugeria matomą šviesą, didesnį anglies juostų susidarymo greitį ir daugiau deguonies laisvų vietų. Padidėjęs fotokatalitinis aktyvumasCeO2-GO nanokompozitai, paruošti Ganesano ir kt. yra priskiriamas padidintam paviršiaus plotui, absorbcijos intensyvumui, siauram diapazonui ir paviršiaus fotoreakcijos efektams. Liu ir kt. nustatė, kad Ce / CoWO4 kompozitinis katalizatorius yra labai efektyvus fotokatalizatorius, turintis potencialią taikymo vertę. Petrovičius ir kt. paruoštasCeO2katalizatoriai naudojant pastovios srovės elektrodepozicijos metodą ir modifikuoti juos ne terminiu atmosferos slėgiu pulsuojančia vainiko plazma. Tiek plazmoje modifikuotos, tiek nemodifikuotos medžiagos turi gerą katalizinį gebėjimą tiek plazmos, tiek fotokatalizinio skilimo procesuose.
Išvada
Šiame straipsnyje apžvelgiama sintezės metodų įtakacerio oksidasapie dalelių morfologiją, morfologijos vaidmenį paviršiaus savybėms ir kataliziniam aktyvumui, taip pat sinergetinį poveikį ir taikymą tarpcerio oksidasir priedai bei nešikliai. Nors cerio oksido katalizatoriai buvo plačiai tyrinėjami ir taikomi katalizės srityje ir padarė didelę pažangą sprendžiant aplinkos problemas, tokias kaip vandens valymas, vis dar yra daug praktinių problemų, pvz., neaiškių.cerio oksidasCeriumo katalizatorių morfologija ir pakrovimo mechanizmas. Reikia toliau tirti katalizatorių sintezės metodą, stiprinant sinergetinį poveikį tarp komponentų ir tiriant skirtingų apkrovų katalizinį mechanizmą.
Žurnalo autorius
Shandong Ceramics 2023 2 leidimas: 64–73
Autoriai: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng ir kt
Paskelbimo laikas: 2023-11-29