Kajian tentang sintesis dan pengubahsuaianBahan nano serium oksida
Sintesis daripadabahan nano ceriatermasuk pemendakan, kopresipitasi, hidroterma, sintesis mekanikal, sintesis pembakaran, gel sol, losyen mikro dan pirolisis, antaranya kaedah sintesis utama ialah pemendakan dan hidroterma. Kaedah hidroterma dianggap kaedah yang paling mudah, paling menjimatkan, dan bebas bahan tambahan. Cabaran utama kaedah hidroterma adalah untuk mengawal morfologi skala nano, yang memerlukan pelarasan yang teliti untuk mengawal ciri-cirinya.
Pengubahsuaian daripadaceriaboleh dipertingkatkan melalui beberapa kaedah: (1) doping ion logam lain dengan harga yang lebih rendah atau saiz yang lebih kecil dalam kekisi ceria. Kaedah ini bukan sahaja dapat meningkatkan prestasi oksida logam yang terlibat, tetapi juga membentuk bahan baru yang stabil dengan sifat fizikal dan kimia yang baru. (2) Sebarkan ceria atau analognya yang didopkan pada bahan pembawa yang sesuai, seperti karbon teraktif, graphene, dsb.Cerium oksidajuga boleh berfungsi sebagai pembawa untuk menyebarkan logam seperti emas, platinum, dan paladium. Pengubahsuaian bahan berasaskan serium dioksida terutamanya menggunakan logam peralihan, logam alkali/alkali bumi nadir, logam nadir bumi, dan logam berharga, yang mempunyai aktiviti yang lebih baik dan kestabilan haba.
PemakaianCerium Oksidadan Pemangkin Komposit
1, Penggunaan morfologi ceria yang berbeza
Laura et al. melaporkan penentuan tiga jenis rajah fasa morfologi ceria, yang mengaitkan kesan kepekatan alkali dan suhu rawatan hidroterma kepadaCeO2morfologi struktur nano. Keputusan menunjukkan bahawa aktiviti pemangkin berkaitan secara langsung dengan nisbah Ce3+/Ce4+ dan kepekatan kekosongan oksigen permukaan. Wei et al. disintesis tiga Pt/CeO2pemangkin dengan morfologi pembawa yang berbeza (seperti batang (CeO2-R), padu (CeO2-C), dan oktahedral (CeO2-O), yang amat sesuai untuk pengoksidaan pemangkin suhu rendah C2H4. Bian et al. menyediakan satu siriBahan nano CeO2dengan morfologi berbentuk batang, padu, berbutir dan oktahedral, dan mendapati bahawa pemangkin dimuatkan padaNanozarah CeO2(5Ni/NPs) mempamerkan aktiviti pemangkin yang lebih tinggi dan kestabilan yang lebih baik daripada pemangkin dengan bentuk lainCeO2sokongan.
2.Degradasi pemangkin bahan pencemar dalam air
Cerium oksidatelah diiktiraf sebagai pemangkin pengoksidaan ozon yang berkesan untuk penyingkiran sebatian organik terpilih. Xiao et al. mendapati bahawa nanopartikel Pt berada dalam hubungan rapat denganCeO2pada permukaan pemangkin dan mengalami interaksi yang kuat, dengan itu meningkatkan aktiviti penguraian ozon dan menghasilkan lebih banyak spesies oksigen reaktif, yang menyumbang kepada pengoksidaan toluena. Zhang Lanhe dan yang lain menyediakan dopedCeO2/Al2O3 mangkin. Oksida logam terdop menyediakan ruang tindak balas untuk tindak balas antara sebatian organik dan O3, menghasilkan prestasi pemangkin yang lebih tinggiCeO2/Al2O3 dan pertambahan tapak aktif pada permukaan mangkin
Oleh itu, banyak kajian telah menunjukkan bahawaserium oksidapemangkin komposit bukan sahaja boleh meningkatkan degradasi bahan pencemar mikro organik yang recalcitrant dalam bidang rawatan ozon pemangkin air sisa, tetapi juga mempunyai kesan perencatan pada bromat yang dihasilkan semasa proses pemangkin ozon. Mereka mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam rawatan air ozon.
3, Degradasi pemangkin sebatian organik meruap
CeO2, sebagai oksida nadir bumi biasa, telah dikaji dalam pemangkinan berbilang fasa kerana kapasiti penyimpanan oksigennya yang tinggi.
Wang et al. mensintesis oksida komposit Ce Mn dengan morfologi berbentuk rod (nisbah molar Ce/Mn 3:7) menggunakan kaedah hidroterma. Ion Mn telah didopkan ke dalamCeO2rangka kerja untuk menggantikan Ce, dengan itu meningkatkan kepekatan kekosongan oksigen. Apabila Ce4+ digantikan oleh ion Mn, lebih banyak kekosongan oksigen terbentuk, yang merupakan sebab untuk aktivitinya yang lebih tinggi. Du et al. pemangkin Mn Ce oksida yang disintesis menggunakan kaedah baharu yang menggabungkan pemendakan redoks dan kaedah hidroterma. Mereka mendapati bahawa nisbah mangan danceriummemainkan peranan penting dalam pembentukan mangkin dan mempengaruhi prestasi dan aktiviti pemangkinnya dengan ketara.Ceriumdalam manganserium oksidamemainkan peranan penting dalam penjerapan toluena, dan mangan telah ditunjukkan memainkan peranan penting dalam pengoksidaan toluena. Penyelarasan antara mangan dan serium meningkatkan proses tindak balas pemangkin.
4.Pemangkin foto
Sun et al. berjaya menyediakan Ce Pr Fe-0 @ C menggunakan kaedah co precipitation. Mekanisme khusus ialah jumlah doping Pr, Fe, dan C memainkan peranan penting dalam aktiviti fotokatalitik. Memperkenalkan jumlah Pr, Fe dan C yang sesuai ke dalamCeO2boleh meningkatkan kecekapan fotokatalitik sampel yang diperolehi, kerana ia mempunyai penjerapan bahan pencemar yang lebih baik, penyerapan cahaya nampak yang lebih berkesan, kadar pembentukan jalur karbon yang lebih tinggi, dan lebih banyak kekosongan oksigen. Aktiviti fotokatalitik dipertingkatkanCeO2Nanokomposit -GO disediakan oleh Ganesan et al. dikaitkan dengan kawasan permukaan yang dipertingkatkan, keamatan penyerapan, celah jalur sempit dan kesan fotorespons permukaan. Liu et al. mendapati bahawa pemangkin komposit Ce/CoWO4 adalah pemangkin foto yang sangat cekap dengan nilai aplikasi yang berpotensi. Petrovic et al. disediakanCeO2pemangkin menggunakan kaedah elektrodeposisi arus malar dan mengubahsuainya dengan tekanan atmosfera bukan haba yang berdenyut plasma korona. Kedua-dua bahan yang diubah suai dan tidak diubah suai plasma mempamerkan keupayaan pemangkin yang baik dalam kedua-dua proses degradasi plasma dan fotokatalitik.
Kesimpulan
Artikel ini mengkaji pengaruh kaedah sintesisserium oksidapada morfologi zarah, peranan morfologi pada sifat permukaan dan aktiviti pemangkin, serta kesan sinergistik dan aplikasi antaraserium oksidadan dopan dan pembawa. Walaupun pemangkin berasaskan cerium oksida telah dikaji dan digunakan secara meluas dalam bidang pemangkinan, dan telah mencapai kemajuan yang ketara dalam menyelesaikan masalah alam sekitar seperti rawatan air, masih terdapat banyak masalah praktikal, seperti tidak jelas.serium oksidamorfologi dan mekanisme pemuatan pemangkin disokong serium. Kajian lanjut diperlukan tentang kaedah sintesis pemangkin, meningkatkan kesan sinergi antara komponen, dan mengkaji mekanisme pemangkin bagi beban yang berbeza.
Pengarang jurnal
Shandong Ceramics 2023 Isu 2: 64-73
Pengarang: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, dll
Masa siaran: Nov-29-2023