नानो सेरियम अक्साइडको तयारी र पानी उपचारमा यसको प्रयोग

CeO2दुर्लभ पृथ्वी सामग्री को एक महत्वपूर्ण घटक हो। ददुर्लभ पृथ्वी तत्व सेरियमएक अद्वितीय बाह्य इलेक्ट्रोनिक संरचना छ - 4f15d16s2। यसको विशेष 4f तहले प्रभावकारी रूपमा इलेक्ट्रोनहरू भण्डारण र रिलीज गर्न सक्छ, जसले सेरियम आयनहरूलाई +3 भ्यालेन्स अवस्था र +4 भ्यालेन्स अवस्थामा व्यवहार गर्दछ। तसर्थ, CeO2 सामग्रीमा अधिक अक्सिजन प्वालहरू छन्, र अक्सिजन भण्डारण र छोड्ने उत्कृष्ट क्षमता छ। Ce (III) र Ce (IV) को पारस्परिक रूपान्तरणले पनि CeO2 सामग्रीहरूलाई अद्वितीय अक्सीकरण-घटना उत्प्रेरक क्षमताहरू प्रदान गर्दछ। थोक सामग्रीको तुलनामा, नानो CeO2, नयाँ प्रकारको अजैविक सामग्रीको रूपमा, यसको उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र, उत्कृष्ट अक्सिजन भण्डारण र रिलिज क्षमता, अक्सिजन आयन चालकता, रेडक्स कार्यसम्पादन, र उच्च-तापमान द्रुत अक्सिजन रिक्तता प्रसारको कारणले व्यापक ध्यान प्राप्त गरेको छ। क्षमता। त्यहाँ हाल नानो CeO2 को उत्प्रेरक, उत्प्रेरक वाहक वा additives, सक्रिय घटक, र adsorbents को रूपमा प्रयोग गरेर अनुसन्धान रिपोर्ट र सम्बन्धित अनुप्रयोगहरूको एक ठूलो संख्या छ।

1. न्यानोमिटर को तयारी विधिसेरियम अक्साइड

हाल, नानो सेरियाको लागि सामान्य तयारी विधिहरूमा मुख्यतया रासायनिक विधि र भौतिक विधि समावेश छ। विभिन्न रासायनिक विधिहरू अनुसार, रासायनिक विधिहरूलाई वर्षा विधि, हाइड्रोथर्मल विधि, सोलभोथर्मल विधि, सोल जेल विधि, माइक्रोइमुलसन विधि र इलेक्ट्रोडपोजिसन विधिमा विभाजन गर्न सकिन्छ। भौतिक विधि मुख्यतया पीसने विधि हो।

 
1.1 पीस विधि

न्यानो सेरिया तयार गर्नको लागि ग्राइंडिङ विधिले सामान्यतया बालुवा पीस्ने प्रयोग गर्दछ, जसमा कम लागत, वातावरणीय मित्रता, छिटो प्रशोधन गति, र बलियो प्रशोधन क्षमताका फाइदाहरू छन्। यो हाल नैनो सेरिया उद्योगमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्रशोधन विधि हो। उदाहरणका लागि, न्यानो सेरियम अक्साइड पालिसिङ पाउडरको तयारीले सामान्यतया क्याल्सिनेसन र बालुवा ग्राइन्डिङको संयोजन अपनाउछ, र सेरियम आधारित डिनिट्रेशन उत्प्रेरकहरूको कच्चा माल पनि पूर्व-उपचारको लागि मिलाइन्छ वा बालुवा ग्राइन्डिङ प्रयोग गरेर क्याल्सिनेसन पछि उपचार गरिन्छ। विभिन्न कण आकार बालुवा पीस मनका अनुपात प्रयोग गरेर, D50 को साथ नानो सेरिया दस देखि सयौं न्यानोमिटर सम्म समायोजन मार्फत प्राप्त गर्न सकिन्छ।

 
1.2 वर्षा विधि

अवक्षेपण विधिले उपयुक्त घोल्भेन्टहरूमा घुलनशील कच्चा मालको वर्षा, विभाजन, धुने, सुकाउने, र क्याल्सिनेसन गरेर ठोस पाउडर तयार गर्ने विधिलाई जनाउँछ। सरल तयारी प्रक्रिया, उच्च दक्षता र कम लागत जस्ता फाइदाहरू सहित दुर्लभ पृथ्वी र डोपेड न्यानोमेटेरियलहरूको तयारीमा वर्षा विधि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यो उद्योगमा न्यानो सेरिया र यसको मिश्रित सामग्रीहरू तयार गर्नको लागि सामान्य रूपमा प्रयोग हुने विधि हो। यो विधिले वर्षाको तापक्रम, सामग्रीको एकाग्रता, pH मान, वर्षाको गति, हलचल गति, टेम्प्लेट, इत्यादि परिवर्तन गरेर विभिन्न आकारविज्ञान र कण आकारको साथ नानो सेरिया तयार गर्न सक्छ। सामान्य विधिहरू यूरिया विघटनबाट उत्पन्न हुने अमोनियाबाट सेरियम आयनहरूको वर्षामा निर्भर हुन्छन्, र न्यानो सेरिया माइक्रोस्फियरको तयारी साइट्रेट आयनहरूद्वारा नियन्त्रित हुन्छ। वैकल्पिक रूपमा, सेरियम आयनहरूलाई OH द्वारा अवक्षेपित गर्न सकिन्छ - सोडियम साइट्रेटको हाइड्रोलाइसिसबाट उत्पन्न हुन्छ, र त्यसपछि नानो सेरिया माइक्रोस्फियरहरू जस्तै फ्लेक तयार गर्न इन्क्युबेटेड र क्याल्साइन गरिन्छ।

 
1.3 हाइड्रोथर्मल र सोलभोथर्मल विधिहरू

यी दुई विधिहरूले बन्द प्रणालीमा महत्वपूर्ण तापक्रममा उच्च-तापमान र उच्च-दबाव प्रतिक्रियाद्वारा उत्पादनहरू तयार गर्ने विधिलाई जनाउँछ। जब प्रतिक्रिया विलायक पानी हो, यसलाई हाइड्रोथर्मल विधि भनिन्छ। तदनुसार, जब प्रतिक्रिया विलायक एक जैविक विलायक हो, यसलाई solvothermal विधि भनिन्छ। संश्लेषित नानो कणहरूमा उच्च शुद्धता, राम्रो फैलावट र एकसमान कणहरू छन्, विशेष गरी नानो पाउडरहरू विभिन्न आकारहरू वा खुला विशेष क्रिस्टल अनुहारहरू भएका छन्। आसुत पानीमा सेरियम क्लोराइड घोलाउनुहोस्, हलचल गर्नुहोस् र सोडियम हाइड्रोक्साइड समाधान थप्नुहोस्। एक्सपोज्ड (111) र (110) क्रिस्टल प्लेनहरूसँग सेरियम अक्साइड नानोरोडहरू तयार गर्न 12 घण्टाको लागि 170 ℃ मा हाइड्रोथर्मल प्रतिक्रिया गर्नुहोस्। प्रतिक्रिया अवस्थाहरू समायोजन गरेर, खुला क्रिस्टल प्लेनहरूमा (110) क्रिस्टल विमानहरूको अनुपात बढाउन सकिन्छ, तिनीहरूको उत्प्रेरक गतिविधिलाई अझ बढाउँदै। प्रतिक्रिया विलायक र सतह लिगान्डहरू समायोजन गर्दा विशेष हाइड्रोफिलिसिटी वा लिपोफिलिसिटीको साथ नानो सेरिया कणहरू पनि उत्पादन गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, जलीय चरणमा एसीटेट आयनहरू थप्दा पानीमा मोनोडिस्पर्स हाइड्रोफिलिक सेरियम अक्साइड न्यानो कणहरू तयार गर्न सकिन्छ। गैर-ध्रुवीय विलायक चयन गरेर र प्रतिक्रियाको क्रममा ओलिक एसिडलाई लिगान्डको रूपमा प्रस्तुत गरेर, मोनोडिस्पर्स लिपोफिलिक सेरिया नानोकणहरू गैर-ध्रुवीय जैविक विलायकहरूमा तयार गर्न सकिन्छ। (चित्र १ हेर्नुहोस्)

चित्र १ मोनोडिस्पर्स गोलाकार नानो सेरिया र रड आकारको नानो सेरिया

1.4 सोल जेल विधि

सोल जेल विधि एक विधि हो जसले केहि वा धेरै यौगिकहरूलाई पूर्ववर्तीको रूपमा प्रयोग गर्दछ, तरल चरणमा सोल बनाउनको लागि हाइड्रोलाइसिस जस्ता रासायनिक प्रतिक्रियाहरू सञ्चालन गर्दछ, र त्यसपछि बुढेसकाल पछि जेल बनाउँदछ, र अन्तमा अल्ट्राफाइन पाउडरहरू तयार गर्न सुक्खा र क्याल्साइनहरू बनाउँदछ। यो विधि विशेष गरी अत्यधिक फैलिएको बहु-घटक नानो सेरिया कम्पोजिट न्यानोमटेरियलहरू, जस्तै सेरियम आइरन, सेरियम टाइटेनियम, सेरियम जिरकोनियम र अन्य कम्पोजिट न्यानो अक्साइडहरू तयार गर्नका लागि उपयुक्त छ, जुन धेरै रिपोर्टहरूमा रिपोर्ट गरिएको छ।

 
1.5 अन्य विधिहरू

माथिका विधिहरू बाहेक, त्यहाँ माइक्रो लोशन विधि, माइक्रोवेभ संश्लेषण विधि, इलेक्ट्रोडपोजिसन विधि, प्लाज्मा फ्लेम दहन विधि, आयन एक्सचेन्ज मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइसिस विधि र अन्य धेरै विधिहरू छन्। यी विधिहरूको नानो सेरियाको अनुसन्धान र प्रयोगको लागि ठूलो महत्त्व छ।

 
पानी उपचारमा 2-नानोमिटर सेरियम अक्साइडको प्रयोग

सेरियम दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू मध्ये सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा तत्व हो, कम मूल्यहरू र व्यापक अनुप्रयोगहरूको साथ। नानोमिटर सेरिया र यसका कम्पोजिटहरूले तिनीहरूको उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र, उच्च उत्प्रेरक गतिविधि र उत्कृष्ट संरचनात्मक स्थिरताका कारण पानी उपचारको क्षेत्रमा धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ।

 
2.1 को आवेदननानो सेरियम अक्साइडसोखन विधि द्वारा पानी उपचार मा

हालका वर्षहरूमा, इलेक्ट्रोनिक्स उद्योग जस्ता उद्योगहरूको विकासको साथ, भारी धातु आयनहरू र फ्लोरिन आयनहरू जस्ता प्रदूषकहरू समावेश गर्ने फोहोर पानीको ठूलो मात्रा डिस्चार्ज गरिएको छ। ट्रेस सांद्रतामा पनि, यसले जलीय जीवहरू र मानव जीवित वातावरणलाई महत्त्वपूर्ण हानि पुर्‍याउन सक्छ। सामान्यतया प्रयोग गरिने विधिहरूमा अक्सिडेशन, फ्लोटेशन, रिभर्स ओस्मोसिस, सोस्र्पसन, न्यानोफिल्ट्रेशन, बायोसोर्प्शन, आदि समावेश छन्। तिनीहरूमध्ये, सोर्स्प्सन टेक्नोलोजी प्राय: यसको सरल सञ्चालन, कम लागत, र उच्च उपचार दक्षताको कारण अपनाइन्छ। Nano CeO2 सामग्रीहरूमा उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र र adsorbents को रूपमा उच्च सतह गतिविधि छ, र पानीबाट हानिकारक आयनहरू सोख्न र हटाउन विभिन्न मोर्फोलोजीहरूसँग छिद्रयुक्त नानो CeO2 र यसको मिश्रित सामग्रीहरूको संश्लेषणमा धेरै रिपोर्टहरू छन्।

अनुसन्धानले देखाएको छ कि नानो सेरियामा कमजोर अम्लीय अवस्थाहरूमा पानीमा F - को लागि बलियो शोषण क्षमता हुन्छ। F - को 100mg/L र pH=5-6 को प्रारम्भिक एकाग्रता भएको समाधानमा, F - को लागि शोषण क्षमता 23mg/g छ, र F - को हटाउने दर 85.6% हो। यसलाई polyacrylic एसिड राल बल (लोडिङ मात्रा: 0.25g/g) मा लोड गरेपछि, F - को हटाउने क्षमता 99% मा पुग्न सक्छ जब F - जलीय समाधान को 100mg/L को बराबर मात्रा उपचार गर्दा; भोल्युमको 120 गुणा प्रशोधन गर्दा, F को 90% भन्दा बढी - हटाउन सकिन्छ। जब फस्फेट र आयोडेट सोख्न प्रयोग गरिन्छ, सोखन क्षमता अनुरूप इष्टतम सोखन अवस्था अन्तर्गत 100mg/g भन्दा बढी पुग्न सक्छ। प्रयोग गरिएको सामग्री सरल डिसोर्प्शन र तटस्थीकरण उपचार पछि पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसमा उच्च आर्थिक लाभहरू छन्।

आर्सेनिक, क्रोमियम, क्याडमियम, र सीसा जस्ता विषाक्त भारी धातुहरूको शोषण र उपचार न्यानो सेरिया र यसको मिश्रित सामग्रीहरू प्रयोग गरेर धेरै अध्ययनहरू छन्। इष्टतम सोखना pH विभिन्न भ्यालेन्स अवस्थाहरूसँग भारी धातु आयनहरूको लागि भिन्न हुन्छ। उदाहरणका लागि, तटस्थ पूर्वाग्रहको साथ कमजोर क्षारीय अवस्था As (III) को लागि उत्तम सोखन अवस्था हुन्छ, जबकि As (V) को लागि इष्टतम सोखन अवस्था कमजोर अम्लीय अवस्थाहरूमा प्राप्त हुन्छ, जहाँ सोखन क्षमता दुबै अन्तर्गत 110mg/g भन्दा बढी पुग्न सक्छ। सर्तहरू। समग्रमा, न्यानो सेरिया र यसको मिश्रित सामग्रीहरूको अनुकूलित संश्लेषणले फराकिलो पीएच दायरामा विभिन्न भारी धातु आयनहरूको लागि उच्च सोखन र हटाउने दरहरू प्राप्त गर्न सक्छ।

अर्कोतर्फ, सेरियम अक्साइडमा आधारित न्यानोमटेरियलहरूले पनि फोहोर पानीमा जैविक पदार्थहरू सोस्ने कार्यमा उत्कृष्ट प्रदर्शन गर्दछ, जस्तै एसिड सुन्तला, रोडामाइन बी, कंगो रेड, आदि। उदाहरणका लागि, विद्यमान रिपोर्ट गरिएका केसहरूमा, इलेक्ट्रोकेमिकल विधिहरूद्वारा तयार गरिएको नानो सेरिया पोरस स्पेयरहरू उच्च छन्। कार्बनिक रङहरू हटाउनमा, विशेष गरी कङ्गो रातो हटाउनमा, शोषण क्षमता 60 मिनेटमा 942.7mg/g को एक शोषण क्षमता।

 
2.2 उन्नत ओक्सीकरण प्रक्रियामा नानो सेरियाको प्रयोग

अवस्थित निर्जल उपचार प्रणाली सुधार गर्न उन्नत अक्सिडेशन प्रक्रिया (छोटो AOPs) प्रस्ताव गरिएको छ। उन्नत अक्सिडेशन प्रक्रिया, जसलाई गहिरो अक्सीकरण प्रविधि पनि भनिन्छ, हाइड्रोक्सिल रेडिकल (· OH), सुपरअक्साइड रेडिकल (· O2 -), सिंगल अक्सिजन, इत्यादिको बलियो अक्सीकरण क्षमताको उत्पादनद्वारा विशेषता हो। उच्च तापक्रम र दबाब, बिजुली, ध्वनि, प्रकाश विकिरण, उत्प्रेरक, आदि को प्रतिक्रिया अवस्था अन्तर्गत। मुक्त कण र प्रतिक्रिया अवस्था उत्पन्न गर्ने विभिन्न तरिकाहरू अनुसार, तिनीहरूलाई फोटोकेमिकल अक्सीकरण, उत्प्रेरक भिजेको अक्सीकरण, सोनोकेमिस्ट्री अक्सीकरण, ओजोनमा विभाजन गर्न सकिन्छ। अक्सीकरण, इलेक्ट्रोकेमिकल अक्सीकरण, फेन्टोन अक्सीकरण, आदि। (चित्र हेर्नुहोस् २)।

चित्र २ उन्नत ओक्सीकरण प्रक्रियाको वर्गीकरण र प्रविधि संयोजन

नानो सेरियाएक विषम उत्प्रेरक हो जुन सामान्यतया उन्नत ओक्सीकरण प्रक्रियामा प्रयोग गरिन्छ। Ce3+ र Ce4+ बीचको द्रुत रूपान्तरण र अक्सिजन अवशोषण र रिलीजद्वारा ल्याइने द्रुत अक्सिडेशन-कम प्रभावको कारण, नानो सेरियामा राम्रो उत्प्रेरक क्षमता छ। उत्प्रेरक प्रवर्द्धकको रूपमा प्रयोग गर्दा, यसले प्रभावकारी रूपमा उत्प्रेरक क्षमता र स्थिरता सुधार गर्न सक्छ। जब न्यानो सेरिया र यसको मिश्रित सामग्रीहरू उत्प्रेरकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, उत्प्रेरक गुणहरू आकारविज्ञान, कण आकार, र खुला क्रिस्टल विमानहरूसँग धेरै भिन्न हुन्छन्, जुन तिनीहरूको कार्यसम्पादन र अनुप्रयोगलाई असर गर्ने मुख्य कारकहरू हुन्। यो सामान्यतया विश्वास गरिन्छ कि कणहरू सानो र ठूलो विशिष्ट सतह क्षेत्र, अधिक संगत सक्रिय साइट, र उत्प्रेरक क्षमता बलियो हुन्छ। खुला क्रिस्टल सतहको उत्प्रेरक क्षमता, बलियो देखि कमजोर सम्म, (100) क्रिस्टल सतह> (110) क्रिस्टल सतह> (111) क्रिस्टल सतह को क्रम मा छ, र सम्बन्धित स्थिरता विपरीत छ।

सेरियम अक्साइड एक अर्धचालक सामग्री हो। जब न्यानोमिटर सेरियम अक्साइडलाई ब्यान्ड ग्याप भन्दा बढी उर्जा भएका फोटानहरूद्वारा विकिरण गरिन्छ, भ्यालेन्स ब्यान्ड इलेक्ट्रोनहरू उत्साहित हुन्छन्, र संक्रमण पुन: संयोजन व्यवहार हुन्छ। यो व्यवहारले Ce3+ र Ce4+ को रूपान्तरण दरलाई बढावा दिनेछ, जसको परिणामस्वरूप न्यानो सेरियाको बलियो फोटोकाटालिटिक गतिविधि हुन्छ। फोटोकाटालिसिसले माध्यमिक प्रदूषण बिना जैविक पदार्थको प्रत्यक्ष गिरावट हासिल गर्न सक्छ, त्यसैले यसको प्रयोग AOPs मा नानो सेरियाको क्षेत्रमा सबैभन्दा अध्ययन गरिएको प्रविधि हो। वर्तमानमा, मुख्य फोकस एजो डाईज, फिनोल, क्लोरोबेन्जिन, र फार्मास्युटिकल फोहोर पानीको उत्प्रेरकहरू प्रयोग गरेर विभिन्न मोर्फोलोजीहरू र कम्पोजिट कम्पोजिसनहरूको उत्प्रेरक गिरावट उपचारमा छ। प्रतिवेदनका अनुसार, अनुकूलित उत्प्रेरक संश्लेषण विधि र उत्प्रेरक मोडेल अवस्थाहरू अन्तर्गत, यी पदार्थहरूको गिरावट क्षमता सामान्यतया 80% भन्दा बढी पुग्न सक्छ, र कुल जैविक कार्बन (TOC) को हटाउने क्षमता 40% भन्दा बढी पुग्न सक्छ।

ओजोन र हाइड्रोजन पेरोक्साइड जस्ता जैविक प्रदूषकहरूको ह्रासको लागि नानो सेरियम अक्साइड उत्प्रेरक अर्को व्यापक रूपमा अध्ययन गरिएको प्रविधि हो। फोटोकाटालिसिस जस्तै, यसले जैविक प्रदूषकहरूलाई अक्सिडाइज र डिग्रेड गर्न विभिन्न मोर्फोलोजी वा क्रिस्टल प्लेनहरू र विभिन्न सेरियममा आधारित कम्पोजिट क्याटालिटिक अक्सिडेन्टहरू भएको नानो सेरियाको क्षमतामा पनि केन्द्रित छ। त्यस्ता प्रतिक्रियाहरूमा, उत्प्रेरकहरूले ओजोन वा हाइड्रोजन पेरोक्साइडबाट ठूलो संख्यामा सक्रिय रेडिकलहरूको उत्पादनलाई उत्प्रेरित गर्न सक्छन्, जसले जैविक प्रदूषकहरूलाई आक्रमण गर्दछ र अधिक कुशल अक्सिडेटिभ गिरावट क्षमताहरू प्राप्त गर्दछ। प्रतिक्रियामा अक्सिडेन्टको परिचयको कारण, जैविक यौगिकहरू हटाउने क्षमता धेरै बढेको छ। धेरैजसो प्रतिक्रियाहरूमा, लक्षित पदार्थको अन्तिम हटाउने दर 100% पुग्न वा पुग्न सक्छ, र TOC हटाउने दर पनि उच्च छ।

इलेक्ट्रोकाटालिटिक उन्नत अक्सीकरण विधिमा, उच्च अक्सिजन इभोलुसन ओभरपोटेन्शियलको साथ एनोड सामग्रीको गुणहरूले जैविक प्रदूषकहरूको उपचारको लागि इलेक्ट्रोकाटालिटिक उन्नत अक्सीकरण विधिको छनौट निर्धारण गर्दछ। क्याथोड सामग्री H2O2 को उत्पादन निर्धारण गर्ने एक महत्त्वपूर्ण कारक हो, र H2O2 को उत्पादनले जैविक प्रदूषकहरूको उपचारको लागि इलेक्ट्रोकाटालिटिक उन्नत अक्सीकरण विधिको दक्षता निर्धारण गर्दछ। नानो सेरिया प्रयोग गरी इलेक्ट्रोड सामग्री परिमार्जनको अध्ययनले आन्तरिक र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा व्यापक ध्यान प्राप्त गरेको छ। अन्वेषकहरूले मुख्यतया नानो सेरियम अक्साइड र यसको मिश्रित सामग्रीहरू विभिन्न रासायनिक विधिहरू मार्फत विभिन्न इलेक्ट्रोड सामग्रीहरू परिमार्जन गर्न, तिनीहरूको इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधि सुधार गर्न, र यसरी इलेक्ट्रोकाटालिटिक गतिविधि र अन्तिम हटाउने दर बढाउने परिचय दिन्छ।

माइक्रोवेभ र अल्ट्रासाउन्ड प्रायः माथिको उत्प्रेरक मोडेलहरूको लागि महत्त्वपूर्ण सहायक उपायहरू हुन्। उदाहरणको रूपमा अल्ट्रासोनिक सहायता लिँदै, प्रति सेकेन्ड 25kHz भन्दा माथिको फ्रिक्वेन्सीको साथ कम्पन ध्वनि तरंगहरू प्रयोग गर्दै, विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको सफाई एजेन्टको साथ तयार गरिएको समाधानमा लाखौं अत्यन्त साना बबलहरू उत्पन्न हुन्छन्। यी साना बुलबुलेहरू, द्रुत कम्प्रेसन र विस्तारको समयमा, लगातार बबल इम्प्लोसन उत्पादन गर्दछ, जसले सामग्रीहरूलाई उत्प्रेरक सतहमा द्रुत रूपमा आदानप्रदान गर्न र फैलाउन अनुमति दिन्छ, प्रायः उत्प्रेरक दक्षता सुधार गर्दछ।

 
३ निष्कर्ष

नानो सेरिया र यसको मिश्रित सामग्रीहरूले प्रभावकारी रूपमा पानीमा आयनहरू र जैविक प्रदूषकहरूको उपचार गर्न सक्छन्, र भविष्यमा पानी प्रशोधन क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रयोग क्षमता छ। यद्यपि, धेरै जसो अनुसन्धान अझै प्रयोगशाला चरणमा छ, र भविष्यमा पानी उपचारमा द्रुत अनुप्रयोग प्राप्त गर्न निम्न मुद्दाहरूलाई अझै पनि तुरुन्तै सम्बोधन गर्न आवश्यक छ:

(१) न्यानोको तुलनात्मक रूपमा उच्च तयारी लागतCeO2आधारित सामग्रीहरू पानी उपचारमा उनीहरूको धेरैजसो अनुप्रयोगहरूमा महत्त्वपूर्ण कारक बनेको छ, जुन अझै प्रयोगशाला अनुसन्धान चरणमा छन्। कम लागत, सरल र प्रभावकारी तयारी विधिहरू अन्वेषण गर्ने जसले नैनो CeO2 आधारित सामग्रीको आकार र आकारलाई विनियमित गर्न सक्छ अझै पनि अनुसन्धानको केन्द्रबिन्दु हो।

(2) न्यानो CeO2 आधारित सामग्रीको सानो कण आकारको कारणले गर्दा, प्रयोग पछि पुन: प्रयोग र पुन: निर्माण समस्याहरू पनि तिनीहरूको प्रयोगलाई सीमित गर्ने महत्त्वपूर्ण कारकहरू हुन्। राल सामाग्री वा चुम्बकीय सामाग्री संग यसको कम्पोजिट यसको सामग्री तयारी र रिसाइक्लिंग प्रविधि को लागी एक प्रमुख अनुसन्धान दिशा हुनेछ।

(३) न्यानो CeO2 आधारित सामग्री पानी प्रशोधन प्रविधि र परम्परागत ढल प्रशोधन प्रविधि बीचको संयुक्त प्रक्रियाको विकासले पानी उपचारको क्षेत्रमा नानो CeO2 आधारित सामग्री उत्प्रेरक प्रविधिको प्रयोगलाई धेरै बढावा दिनेछ।

(४) न्यानो CeO2 आधारित सामग्रीहरूको विषाक्ततामा अझै सीमित अनुसन्धान छ, र तिनीहरूको वातावरणीय व्यवहार र पानी उपचार प्रणालीहरूमा विषाक्तता संयन्त्र अझै निर्धारण गरिएको छैन। वास्तविक ढल प्रशोधन प्रक्रियामा प्रायः धेरै प्रदूषकहरूको सह-अस्तित्व समावेश हुन्छ, र सहअस्तित्वमा रहेका प्रदूषकहरूले एकअर्कासँग अन्तरक्रिया गर्नेछन्, जसले गर्दा न्यानोमटेरियलहरूको सतही विशेषताहरू र सम्भावित विषाक्तताहरू परिवर्तन हुन्छन्। तसर्थ, सम्बन्धित पक्षहरूमा थप अनुसन्धान गर्न तत्काल आवश्यक छ।