Pētījums par sintēzi un modifikācijāmCērija oksīda nanomateriāli
Sintēze parcerija nanomateriāliietver izgulsnēšanos, kopizgulsnēšanu, hidrotermālo, mehānisko sintēzi, degšanas sintēzi, sol gelu, mikrolosjonu un pirolīzi, starp kurām galvenās sintēzes metodes ir nogulsnēšana un hidrotermālā. Hidrotermālā metode tiek uzskatīta par vienkāršāko, ekonomiskāko un bez piedevām. Hidrotermālās metodes galvenais izaicinājums ir kontrolēt nanomēroga morfoloģiju, kas prasa rūpīgu pielāgošanu, lai kontrolētu tās īpašības.
Modifikācijacerijavar uzlabot, izmantojot vairākas metodes: (1) citu metālu jonu dopings ar zemākām cenām vai mazākiem izmēriem ceria režģī. Šī metode var ne tikai uzlabot iesaistīto metālu oksīdu veiktspēju, bet arī veidot jaunus stabilus materiālus ar jaunām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. (2) Disperģējiet ceriju vai tā leģētus analogus uz piemērotiem nesējmateriāliem, piemēram, aktīvās ogles, grafēna utt.Cērija oksīdsvar kalpot arī kā nesējs metālu, piemēram, zelta, platīna un pallādija, izkliedēšanai. Cērija dioksīda bāzes materiālu modifikācijā galvenokārt izmanto pārejas metālus, retus sārmu/sārmzemju metālus, retzemju metālus un dārgmetālus, kuriem ir labāka aktivitāte un termiskā stabilitāte.
PiemērošanaCērija oksīdsun kompozītmateriālu katalizatori
1, dažādu cerija morfoloģiju pielietošana
Laura u.c. ziņoja par trīs veidu cerija morfoloģijas fāzes diagrammu noteikšanu, kas saista sārmu koncentrācijas un hidrotermālās apstrādes temperatūras ietekmi uz galīgoCeO2nanostruktūras morfoloģija. Rezultāti liecina, ka katalītiskā aktivitāte ir tieši saistīta ar Ce3+/Ce4+ attiecību un virsmas skābekļa vakances koncentrāciju. Wei et al. sintezēti trīs Pt/CeO2katalizatori ar dažādu nesēja morfoloģiju (stieņiem līdzīgiCeO2-R), kubiskais (CeO2-C) un oktaedrisks (CeO2-O), kas ir īpaši piemēroti C2H4 katalītiskajai oksidēšanai zemā temperatūrā. Bian et al. sagatavoja virkniCeO2 nanomateriāliar stieņveida, kubisku, granulu un oktaedrisku morfoloģiju un konstatēja, ka katalizatori tiek ielādētiCeO2 nanodaļiņas(5Ni / NP) uzrādīja daudz augstāku katalītisko aktivitāti un labāku stabilitāti nekā katalizatoriem ar cita veida katalizatoriem.CeO2atbalsts.
2.Piesārņojošo vielu katalītiskā sadalīšanās ūdenī
Cērija oksīdsir atzīts par efektīvu ozona oksidācijas katalizatoru atlasīto organisko savienojumu atdalīšanai. Xiao et al. atklāja, ka Pt nanodaļiņas ir ciešā saskarē arCeO2uz katalizatora virsmas un tiek pakļauti spēcīgai mijiedarbībai, tādējādi uzlabojot ozona sadalīšanās aktivitāti un radot vairāk reaktīvo skābekļa veidu, kas veicina toluola oksidēšanos. Džans Lanhe un citi gatavoja dopinguCeO2/Al2O3 katalizatori. Leģēti metālu oksīdi nodrošina reakcijas telpu reakcijai starp organiskajiem savienojumiem un O3, kā rezultātā tiek nodrošināta augstāka katalītiskā veiktspēja.CeO2/Al2O3 un aktīvo vietu palielināšanās uz katalizatora virsmas
Tāpēc daudzi pētījumi to ir pierādījušicērija oksīdskompozītmateriālu katalizatori var ne tikai uzlabot nepaklausīgu organisko mikropiesārņotāju noārdīšanos notekūdeņu katalītiskās ozona attīrīšanas jomā, bet arī kavēt bromātu, kas rodas ozona katalītiskā procesa laikā. Tiem ir plašas pielietojuma iespējas ozona ūdens attīrīšanā.
3, Gaistošo organisko savienojumu katalītiskā sadalīšanās
CeO2, kā tipisks retzemju oksīds, ir pētīts daudzfāzu katalīzē tā augstās skābekļa uzglabāšanas spējas dēļ.
Wang et al. sintezēja Ce Mn kompozītmateriālu oksīdu ar stieņveida morfoloģiju (Ce/Mn molārā attiecība 3:7), izmantojot hidrotermālo metodi. Mn joni tika leģētiCeO2sistēmu, lai aizstātu Ce, tādējādi palielinot skābekļa vakanču koncentrāciju. Ce4+ aizstājot ar Mn joniem, veidojas vairāk skābekļa vakanču, kas ir iemesls tā lielākai aktivitātei. Du et al. sintezēti Mn Ce oksīda katalizatori, izmantojot jaunu metodi, kas apvieno redoksnogulsnēšanas un hidrotermālās metodes. Viņi atklāja, ka mangāna uncērijsspēlēja izšķirošu lomu katalizatora veidošanā un būtiski ietekmēja tā veiktspēju un katalītisko aktivitāti.Cerijsmangānācērija oksīdsir izšķiroša nozīme toluola adsorbcijā, un ir pierādīts, ka mangānam ir izšķiroša loma toluola oksidēšanā. Koordinācija starp mangānu un cēriju uzlabo katalītiskās reakcijas procesu.
4.Fotokatalizators
Sun et al. veiksmīgi sagatavots Ce Pr Fe-0 @ C, izmantojot kopizgulsnēšanas metodi. Īpašais mehānisms ir tāds, ka Pr, Fe un C dopinga daudzumam ir svarīga loma fotokatalītiskajā aktivitātē. Atbilstoša daudzuma Pr, Fe un C ievadīšanaCeO2var ievērojami uzlabot iegūtā parauga fotokatalītisko efektivitāti, jo tam ir labāka piesārņotāju adsorbcija, efektīvāka redzamās gaismas absorbcija, lielāks oglekļa joslu veidošanās ātrums un vairāk skābekļa vakanču. Uzlabotā fotokatalītiskā aktivitāteCeO2-GO nanokompozīti, ko sagatavoja Ganesans et al. tiek attiecināts uz palielinātu virsmas laukumu, absorbcijas intensitāti, šauru joslas atstarpi un virsmas fotoreakcijas efektiem. Liu et al. atklāja, ka Ce / CoWO4 kompozītmateriālu katalizators ir ļoti efektīvs fotokatalizators ar potenciālu pielietojuma vērtību. Petrovic et al. sagatavotsCeO2katalizatorus, izmantojot pastāvīgas strāvas elektrodepozīcijas metodi, un modificēti tos ar netermiskā atmosfēras spiediena pulsējošu koronaplazmu. Gan plazmā modificētiem, gan nemodificētiem materiāliem ir laba katalītiskā spēja gan plazmas, gan fotokatalītiskās sadalīšanās procesos.
Secinājums
Šajā rakstā ir apskatīta sintēzes metožu ietekmecērija oksīdspar daļiņu morfoloģiju, morfoloģijas lomu uz virsmas īpašībām un katalītisko aktivitāti, kā arī sinerģisko efektu un pielietojumu starpcērija oksīdsun dopantus un nesējus. Lai gan katalizatori uz cērija oksīda bāzes ir plaši pētīti un izmantoti katalīzes jomā un ir guvuši ievērojamus panākumus vides problēmu, piemēram, ūdens attīrīšanas, risināšanā, joprojām pastāv daudzas praktiskas problēmas, piemēram, neskaidras.cērija oksīdsar cēriju saturošu katalizatoru morfoloģija un slodzes mehānisms. Nepieciešami turpmāki pētījumi par katalizatoru sintēzes metodi, pastiprinot sinerģisko efektu starp komponentiem un pētot dažādu slodžu katalītisko mehānismu.
Žurnāla autors
Shandong Ceramics 2023, 2. izdevums: 64–73
Autori: Džou Bins, Vans Pens, Mens Fanpens u.c
Izsūtīšanas laiks: 2023. gada 29. novembris