Студија за синтеза и модификацијаНаноматеријали од цериум оксид
Синтезата нацерија наноматеријаливклучува таложење, истовремена таложење, хидротермална, механичка синтеза, синтеза со согорување, сол гел, микро лосион и пиролиза, меѓу кои главни методи на синтеза се врнежите и хидротермалните. Хидротермалниот метод се смета за наједноставен, најекономичен и метод без адитиви. Главниот предизвик на хидротермалниот метод е да се контролира морфологијата на нано размери, што бара внимателно прилагодување за да се контролираат неговите карактеристики.
Модификацијата нацеријаможе да се подобри преку неколку методи: (1) допинг на други метални јони со пониски цени или помали големини во цериската решетка. Овој метод не само што може да ги подобри перформансите на вклучените метални оксиди, туку и да формира нови стабилни материјали со нови физички и хемиски својства. (2) Распрснете ги цериите или неговите допирани аналози на соодветни материјали за носење, како што се активен јаглен, графен, итн.Цериум оксидможе да послужи и како носач за дисперзија на метали како злато, платина и паладиум. Модификацијата на материјалите базирани на цериум диоксид главно користи преодни метали, ретки метали од алкали/алкални земји, метали од ретки земји и благородни метали, кои имаат подобра активност и термичка стабилност.
Примена наЦериум оксиди Композитни катализатори
1, Примена на различни морфологии на церија
Лаура и сор. објавија определување на три типа фазни дијаграми на морфологија на цериа, кои ги поврзуваат ефектите од концентрацијата на алкали и температурата на хидротермалната обработка со конечнатаCeO2морфологија на наноструктура. Резултатите укажуваат дека каталитичката активност е директно поврзана со односот Ce3+/Ce4+ и концентрацијата на празното место на кислород на површината. Веи и сор. синтетизирани три Pt/CeO2катализатори со различни морфологии на носители (прачка како (CeO2-R), кубни (CeO2-C), и октаедрална (CeO2-O), кои се особено погодни за нискотемпературна каталитичка оксидација на C2H4. Бијан и сор. подготви серија наCeO2 наноматеријалисо форма на прачка, кубна, грануларна и октаедрална морфологија и откри дека катализаторите натоварени наCeO2 наночестички(5Ni/NPs) покажаа многу поголема каталитичка активност и подобра стабилност од катализаторите со други форми наCeO2поддршка.
2.Каталитичка деградација на загадувачите во водата
Цериум оксиде препознаен како ефикасен катализатор за оксидација на озон за отстранување на избрани органски соединенија. Ксијао и сор. откриле дека наночестичките Pt се во близок контакт соCeO2на површината на катализаторот и се подложени на силни интеракции, со што се подобрува активноста на распаѓање на озонот и се произведуваат повеќе реактивни кислородни видови, кои придонесуваат за оксидација на толуенот. Џанг Ланхе и другите се подготвувале допингуваниCeO2/Al2O3 катализатори. Допираните метални оксиди обезбедуваат простор за реакција за реакцијата помеѓу органските соединенија и О3, што резултира со повисоки каталитички перформанси наCeO2/Al2O3 и зголемување на активните места на површината на катализаторот
Затоа, многу студии го покажаа тоацериум оксидкомпозитните катализатори не само што можат да ја подобрат деградацијата на непопустливите органски микро загадувачи во областа на каталитичкиот озон третман на отпадните води, туку исто така имаат инхибиторни ефекти врз броматот произведен за време на каталитичкиот процес на озон. Тие имаат широки можности за примена во третманот на озонската вода.
3,Каталитичка деградација на испарливи органски соединенија
CeO2, како типичен оксид на ретка земја, е проучуван во повеќефазна катализа поради неговиот висок капацитет за складирање на кислород.
Ванг и сор. синтетизирал композитен оксид Ce Mn со морфологија во облик на прачка (моларен сооднос Ce/Mn 3:7) користејќи хидротермална метода. Mn јоните беа допингувани воCeO2рамка за замена на Ce, а со тоа зголемување на концентрацијата на слободните кислородни места. Како што Ce4+ се заменува со јони Mn, се формираат повеќе празни места на кислород, што е причина за неговата поголема активност. Ду и сор. синтетизирани катализатори на Mn Ce оксид со користење на нов метод кој комбинира редокс врнежи и хидротермални методи. Откриле дека односот на манган ицериумодигра клучна улога во формирањето на катализаторот и значително влијаеше на неговите перформанси и каталитичка активност.Цериумво манганцериум оксидигра клучна улога во адсорпцијата на толуенот, а се покажа дека манганот игра клучна улога во оксидацијата на толуенот. Координацијата помеѓу манган и цериум го подобрува процесот на каталитичка реакција.
4.Фотокатализатор
Sun et al. успешно подготвен Ce Pr Fe-0 @ C со користење на методот на истовремена врнежи. Специфичниот механизам е дека количината на допинг на Pr, Fe и C игра важна улога во фотокаталитичката активност. Воведување соодветна количина на Pr, Fe и C воCeO2може во голема мера да ја подобри фотокаталитичката ефикасност на добиениот примерок, бидејќи има подобра адсорпција на загадувачи, поефикасна апсорпција на видливата светлина, поголема стапка на формирање на јаглеродни појаси и повеќе слободни места на кислород. Засилената фотокаталитичка активност наCeO2-GO нанокомпозити подготвени од Ganesan et al. се припишува на зголемената површина, интензитетот на апсорпција, тесниот процеп и ефектите на фотореакција на површината. Лиу и сор. откриле дека композитниот катализатор Ce/CoWO4 е високо ефикасен фотокатализатор со потенцијална апликативна вредност. Петровиќ и сор. подготвениCeO2катализатори кои користат метод на електроталожење со постојана струја и ги модифицирале со пулсирачка корона плазма со нетермички атмосферски притисок. И плазма модифицираните и немодифицираните материјали покажуваат добра каталитичка способност и во процесите на плазма и фотокаталитичка деградација.
Заклучок
Оваа статија го разгледува влијанието на методите на синтеза нацериум оксидза морфологијата на честичките, улогата на морфологијата врз својствата на површината и каталитичката активност, како и синергетскиот ефект и примената помеѓуцериум оксиди допанти и носители. Иако катализаторите базирани на цериум оксид се широко проучувани и применувани во областа на катализата и постигнаа значителен напредок во решавањето на еколошките проблеми како што е третманот на водата, сè уште има многу практични проблеми, како што се нејаснитецериум оксидморфологија и механизам за полнење на катализатори поддржани од цериум. Потребни се дополнителни истражувања за методот на синтеза на катализаторите, подобрување на синергетскиот ефект помеѓу компонентите и проучување на каталитичкиот механизам на различни оптоварувања.
Автор на весник
Шандонг Керамика 2023 Број 2: 64-73
Автори: Џоу Бин, Ванг Пенг, Менг Фанпенг итн
Време на објавување: 29-11-2023 година