सिरियम ऑक्साईडचे संश्लेषण आणि बदल आणि उत्प्रेरक मध्ये त्याचा वापर

संश्लेषण आणि बदल यावर अभ्यास करासिरियम ऑक्साईड नॅनोमटेरियल्स

चे संश्लेषणceria nanomaterialsपर्जन्य, सहप्रसिपीटेशन, हायड्रोथर्मल, यांत्रिक संश्लेषण, ज्वलन संश्लेषण, सोल जेल, मायक्रो लोशन आणि पायरोलिसिस यांचा समावेश आहे, ज्यापैकी मुख्य संश्लेषण पद्धती वर्षाव आणि हायड्रोथर्मल आहेत. हायड्रोथर्मल पद्धत ही सर्वात सोपी, सर्वात किफायतशीर आणि अतिरिक्त मुक्त पद्धत मानली जाते. हायड्रोथर्मल पद्धतीचे मुख्य आव्हान म्हणजे नॅनोस्केल मॉर्फोलॉजी नियंत्रित करणे, ज्याची वैशिष्ट्ये नियंत्रित करण्यासाठी काळजीपूर्वक समायोजन आवश्यक आहे.

च्या सुधारणाceriaअनेक पद्धतींद्वारे वर्धित केले जाऊ शकते: (1) सीरिया जाळीमध्ये कमी किमती किंवा लहान आकारांसह इतर धातूचे आयन डोपिंग. ही पद्धत केवळ मेटल ऑक्साईड्सची कार्यक्षमता सुधारू शकत नाही तर नवीन भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह नवीन स्थिर सामग्री देखील तयार करू शकते. (२) सेरिया किंवा त्याचे डोप केलेले ॲनालॉग योग्य वाहक सामग्रीवर पसरवा, जसे की सक्रिय कार्बन, ग्राफीन इ.सिरियम ऑक्साईडसोने, प्लॅटिनम आणि पॅलेडियम यांसारख्या धातूंना विखुरण्यासाठी वाहक म्हणून देखील काम करू शकते. सेरिअम डायऑक्साइड आधारित सामग्रीच्या बदलामध्ये प्रामुख्याने संक्रमण धातू, दुर्मिळ अल्कली/अल्कली पृथ्वी धातू, दुर्मिळ पृथ्वी धातू आणि मौल्यवान धातू यांचा वापर केला जातो, ज्यात चांगली क्रियाशीलता आणि थर्मल स्थिरता असते.

चा अर्जसिरियम ऑक्साईडआणि संमिश्र उत्प्रेरक

1, सेरियाच्या विविध आकारविज्ञानांचा वापर

लॉरा आणि इतर. तीन प्रकारच्या सेरिया मॉर्फोलॉजी फेज आकृत्यांच्या निर्धाराची नोंद केली आहे, जे अल्कली एकाग्रता आणि हायड्रोथर्मल उपचार तापमानाचा परिणाम अंतिमशी संबंधित आहे.CeO2नॅनोस्ट्रक्चर मॉर्फोलॉजी. परिणाम सूचित करतात की उत्प्रेरक क्रियाकलाप थेट Ce3+/Ce4+ गुणोत्तर आणि पृष्ठभागावरील ऑक्सिजन रिक्तता एकाग्रतेशी संबंधित आहे. वेई आणि इतर. संश्लेषित तीन Pt/CeO2विविध वाहक आकारविज्ञान असलेले उत्प्रेरक (रॉड जसे (CeO2-आर), घन (CeO2-C), आणि अष्टधातु (CeO2-O), जे C2H4 च्या कमी-तापमानाच्या उत्प्रेरक ऑक्सिडेशनसाठी विशेषतः योग्य आहेत. बियान वगैरे. ची मालिका तयार केलीCeO2 नॅनोमटेरियल्सरॉड-आकाराचे, घन, दाणेदार आणि अष्टाकृती आकारविज्ञानासह, आणि उत्प्रेरक लोड केलेले आढळलेCeO2 नॅनोकण(5Ni/NPs) इतर प्रकारांसह उत्प्रेरकांपेक्षा जास्त उत्प्रेरक क्रियाकलाप आणि चांगली स्थिरता प्रदर्शित करतेCeO2समर्थन

2. पाण्यातील प्रदूषकांचे उत्प्रेरक ऱ्हास

सिरियम ऑक्साईडनिवडक सेंद्रिय संयुगे काढून टाकण्यासाठी प्रभावी ओझोन ऑक्सिडेशन उत्प्रेरक म्हणून ओळखले गेले आहे. जिओ आणि इतर. असे आढळले की Pt नॅनो पार्टिकल्स जवळच्या संपर्कात आहेतCeO2उत्प्रेरक पृष्ठभागावर आणि मजबूत परस्परसंवादातून जातात, ज्यामुळे ओझोन विघटन क्रियाकलाप सुधारतात आणि अधिक प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती तयार करतात, जे टोल्यूनिच्या ऑक्सिडेशनमध्ये योगदान देतात. झांग लान्हे आणि इतरांनी डोपेड तयार केलेCeO2/Al2O3 उत्प्रेरक. डोप केलेले मेटल ऑक्साईड सेंद्रिय संयुगे आणि O3 मधील अभिक्रियासाठी एक जागा प्रदान करतात, परिणामी उच्च उत्प्रेरक कार्यप्रदर्शन होतेCeO2/Al2O3 आणि उत्प्रेरक पृष्ठभागावरील सक्रिय साइट्समध्ये वाढ

म्हणून, अनेक अभ्यासांनी असे दर्शविले आहेसिरियम ऑक्साईडसंमिश्र उत्प्रेरक सांडपाण्याच्या उत्प्रेरक ओझोन प्रक्रियेच्या क्षेत्रामध्ये केवळ रिक्लसिट्रंट ऑरगॅनिक सूक्ष्म प्रदूषकांचे ऱ्हास वाढवू शकत नाहीत, तर ओझोन उत्प्रेरक प्रक्रियेदरम्यान तयार झालेल्या ब्रोमेटवर प्रतिबंधात्मक प्रभाव देखील करतात. ओझोन वॉटर ट्रीटमेंटमध्ये त्यांना मोठ्या प्रमाणात वापरण्याची शक्यता आहे.

3, वाष्पशील सेंद्रिय संयुगांचे उत्प्रेरक ऱ्हास

CeO2, एक सामान्य दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड म्हणून, त्याच्या उच्च ऑक्सिजन साठवण क्षमतेमुळे मल्टीफेस कॅटॅलिसिसमध्ये अभ्यास केला गेला आहे.

वांग वगैरे. हायड्रोथर्मल पद्धतीचा वापर करून रॉड-आकाराचे मॉर्फोलॉजी (3:7 चे Ce/Mn मोलर रेशो) सह Ce Mn संमिश्र ऑक्साईड संश्लेषित केले. Mn आयन मध्ये doped होतेCeO2Ce पुनर्स्थित करण्यासाठी फ्रेमवर्क, ज्यामुळे ऑक्सिजन रिक्त स्थानांची एकाग्रता वाढते. Ce4+ ची जागा Mn आयनांनी घेतल्याने, अधिक ऑक्सिजन रिक्त जागा तयार होतात, जे त्याच्या उच्च क्रियाकलापाचे कारण आहे. Du et al. रेडॉक्स पर्जन्य आणि हायड्रोथर्मल पद्धती एकत्र करून नवीन पद्धतीचा वापर करून संश्लेषित Mn Ce ऑक्साइड उत्प्रेरक. त्यांना आढळले की मँगनीजचे प्रमाण आणिसेरिअमउत्प्रेरकाच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली आणि त्याच्या कार्यक्षमतेवर आणि उत्प्रेरक क्रियाकलापांवर लक्षणीय परिणाम झाला.सेरिअममँगनीज मध्येसिरियम ऑक्साईडटोल्युइनच्या शोषणात महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि टोल्युइनच्या ऑक्सिडेशनमध्ये मँगनीज महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. मँगनीज आणि सेरियममधील समन्वय उत्प्रेरक प्रतिक्रिया प्रक्रिया सुधारते.

4.फोटोकॅटलिस्ट

सूर्य आणि इतर. सह पर्जन्य पद्धतीचा वापर करून Ce Pr Fe-0 @ C यशस्वीरित्या तयार केले. विशिष्ट यंत्रणा अशी आहे की Pr, Fe, आणि C चे डोपिंग प्रमाण फोटोकॅटॅलिटिक क्रियाकलापांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. मध्ये Pr, Fe, आणि C ची योग्य मात्रा सादर करत आहेCeO2प्राप्त नमुन्याची फोटोकॅटॅलिटिक कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते, कारण त्यात प्रदूषकांचे अधिक चांगले शोषण, दृश्यमान प्रकाशाचे अधिक प्रभावी शोषण, कार्बन बँड्सची उच्च निर्मिती दर आणि अधिक ऑक्सिजन रिक्त जागा आहेत. च्या वर्धित photocatalytic क्रियाकलापCeO2-गणेशन एट अल यांनी तयार केलेले जीओ नॅनोकॉम्पोजिट्स. वर्धित पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ, शोषण तीव्रता, अरुंद बँडगॅप आणि पृष्ठभागाच्या फोटोरेस्पॉन्स प्रभावांना श्रेय दिले जाते. लिऊ आणि इतर. असे आढळले की Ce/CoWO4 संमिश्र उत्प्रेरक संभाव्य अनुप्रयोग मूल्यासह एक उच्च कार्यक्षम फोटोकॅटलिस्ट आहे. पेट्रोविक आणि इतर. तयारCeO2उत्प्रेरक स्थिर विद्युत् विद्युत्विघटन पद्धती वापरून आणि नॉन-थर्मल वायुमंडलीय दाब स्पंदन करणाऱ्या कोरोना प्लाझ्मासह सुधारित केले. प्लाझ्मा सुधारित आणि अपरिवर्तित दोन्ही सामग्री प्लाझ्मा आणि फोटोकॅटॅलिटिक डिग्रेडेशन प्रक्रियेत चांगली उत्प्रेरक क्षमता प्रदर्शित करतात.

निष्कर्ष

हा लेख संश्लेषण पद्धतींच्या प्रभावाचे पुनरावलोकन करतोसिरियम ऑक्साईडकण मॉर्फोलॉजीवर, पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांवर आणि उत्प्रेरक क्रियाकलापांवर आकारविज्ञानाची भूमिका, तसेच सिनेर्जिस्टिक प्रभाव आणि अनुप्रयोग दरम्यानसिरियम ऑक्साईडआणि डोपंट आणि वाहक. जरी सेरिअम ऑक्साईडवर आधारित उत्प्रेरकांचा उत्प्रेरक क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर अभ्यास केला गेला आणि लागू केला गेला, आणि पाण्याच्या उपचारासारख्या पर्यावरणीय समस्या सोडवण्यामध्ये लक्षणीय प्रगती केली असली तरी, अजूनही अनेक व्यावहारिक समस्या आहेत, जसे की अस्पष्टसिरियम ऑक्साईडसेरियम समर्थित उत्प्रेरकांचे आकारशास्त्र आणि लोडिंग यंत्रणा. उत्प्रेरकांच्या संश्लेषण पद्धतीवर, घटकांमधील समन्वयात्मक प्रभाव वाढविण्यासाठी आणि विविध भारांच्या उत्प्रेरक यंत्रणेचा अभ्यास करण्यासाठी पुढील संशोधन आवश्यक आहे.

जर्नल लेखक

Shandong सिरॅमिक्स 2023 अंक 2: 64-73

लेखक: झोउ बिन, वांग पेंग, मेंग फॅनपेंग, इ