Studer om syntese og modifiseringCeriumoksyd nanomaterialer
Syntesen avCeria nanomaterialerInkluderer nedbør, koprekking, hydrotermisk, mekanisk syntese, forbrenningssyntese, solgel, mikrokrem og pyrolyse, hvorav de viktigste syntesemetodene er nedbør og hydrotermisk. Hydrotermisk metode regnes som den enkleste, mest økonomiske og additive frie metoden. Hovedutfordringen med hydrotermisk metode er å kontrollere nanoskala -morfologien, som krever nøye justering for å kontrollere dens egenskaper.
Modifiseringen avceriakan forbedres gjennom flere metoder: (1) doping andre metallioner med lavere priser eller mindre størrelser i ceria -gitteret. Denne metoden kan ikke bare forbedre ytelsen til metalloksydene som er involvert, men danner også nye stabile materialer med nye fysiske og kjemiske egenskaper. (2) Spred ceria eller dens dopede analoger på passende bærermaterialer, for eksempel aktivert karbon, grafen, etc.CeriumoksidKan også tjene som bærer for å spre metaller som gull, platina og palladium. Modifiseringen av ceriumdioksidbaserte materialer bruker hovedsakelig overgangsmetaller, sjeldne alkali/alkali jordmetaller, sjeldne jordmetaller og edle metaller, som har bedre aktivitet og termisk stabilitet.
Bruk avCeriumoksidog sammensatte katalysatorer
1, anvendelsen av forskjellige morfologier av ceria
Laura et al. rapporterte bestemmelse av tre typer ceria -morfologifasediagrammer, som relaterer effekten av alkalikonsentrasjon og hydrotermisk behandlingstemperatur til finalenCEO2Nanostruktur morfologi. Resultatene indikerer at den katalytiske aktiviteten er direkte relatert til CE3+/CE4+-forholdet og ledig ledighetskonsentrasjon av overflate oksygen. Wei et al. syntetisert tre pt/CEO2katalysatorer med forskjellige bærermorfologier (stang som (CEO2-R), kubikk (CEO2-C), og oktaedral (CEO2-O), som er spesielt egnet for katalytisk oksidasjon av lav temperatur av C2H4. Bian et al. utarbeidet en serie avCEO2 nanomaterialermed stangformet, kubikk, granulær og oktaedral morfologi, og fant ut at katalysatorer lastet påCEO2 nanopartikler(5ni/NPs) viste mye høyere katalytisk aktivitet og bedre stabilitet enn katalysatorer med andre former forCEO2støtte.
2. Katalytisk nedbrytning av miljøgifter i vann
Ceriumoksidhar blitt anerkjent som en effektiv ozonoksidasjonskatalysator for fjerning av utvalgte organiske forbindelser. Xiao et al. fant at PT -nanopartikler er i nær kontakt medCEO2på katalysatoroverflaten og gjennomgår sterke interaksjoner, og forbedrer dermed ozon -dekomponeringsaktiviteten og produserer mer reaktive oksygenarter, som bidrar til oksidasjon av toluen. Zhang Lanhe og andre forberedte dopetCEO2/AL2O3 -katalysatorer. Dopede metalloksider gir et reaksjonsrom for reaksjonen mellom organiske forbindelser og O3, noe som resulterer i høyere katalytisk ytelse avCEO2/AL2O3 og en økning i aktive steder på katalysatoroverflaten
Derfor har mange studier vist detCeriumoksidKomposittkatalysatorer kan ikke bare forbedre nedbrytningen av recalcitrant organiske mikroforurensninger i feltet katalytisk ozonbehandling av avløpsvann, men har også hemmende effekter på bromatet produsert under den ozonkatalytiske prosessen. De har brede applikasjonsutsikter i ozonvannbehandling.
3, Katalytisk nedbrytning av flyktige organiske forbindelser
CEO2, som et typisk sjeldent jordoksid, har blitt studert i flerfase -katalyse på grunn av dens høye oksygenlagringskapasitet.
Wang et al. Syntetisert en CE MN-komposittoksyd med en stavformet morfologi (CE/Mn molforhold på 3: 7) ved bruk av en hydrotermisk metode. Mn -ioner ble dopet inn iCEO2rammer for å erstatte CE, og øker dermed konsentrasjonen av oksygenvakre. Ettersom CE4+erstattes av Mn -ioner, dannes det flere oksygenlokaler, og det er grunnen til dens høyere aktivitet. Du et al. Syntetiserte Mn CE -oksydkatalysatorer ved bruk av en ny metode som kombinerer redoks nedbør og hydrotermiske metoder. De fant at forholdet mellom mangan ogCeriumSpilte en avgjørende rolle i dannelsen av katalysatoren og påvirket dens ytelse og katalytisk aktivitet betydelig.Ceriumi manganCeriumoksidSpiller en avgjørende rolle i adsorpsjonen av toluen, og mangan har vist seg å spille en avgjørende rolle i oksidasjonen av toluen. Koordinasjonen mellom mangan og cerium forbedrer den katalytiske reaksjonsprosessen.
4.Photocatalyst
Sun et al. Vellykket utarbeidet CE PR FE-0 @ C ved bruk av CO-nedbørmetode. Den spesifikke mekanismen er at dopingmengden av PR, Fe og C spiller en viktig rolle i fotokatalytisk aktivitet. Introdusere en passende mengde PR, Fe og C iCEO2kan forbedre den fotokatalytiske effektiviteten til den oppnådde prøven, fordi den har bedre adsorpsjon av miljøgifter, mer effektiv absorpsjon av synlig lys, høyere dannelse av karbonbånd og mer oksygenvakre. Den forbedrede fotokatalytiske aktiviteten tilCEO2-Go nanokompositter utarbeidet av Ganesan et al. tilskrives forbedret overflateareal, absorpsjonsintensitet, smal båndgap og overflatefotoresponseffekter. Liu et al. fant at CE/COWO4 komposittkatalysator er en svært effektiv fotokatalysator med potensiell påføringsverdi. Petrovic et al. forberedtCEO2Katalysatorer ved bruk av konstant strømelektroavsetningsmetode og modifiserte dem med ikke -termisk atmosfæretrykk som pulserer korona plasma. Både plasmamodifiserte og umodifiserte materialer viser god katalytisk evne i både plasma og fotokatalytiske nedbrytningsprosesser.
Konklusjon
Denne artikkelen gjennomgår påvirkningen av syntesemetoder forCeriumoksidom partikkelmorfologi, morfologiens rolle på overflateegenskaper og katalytisk aktivitet, samt den synergistiske effekten og anvendelsen mellomCeriumoksidog dopingmidler og bærere. Selv om ceriumoksydbaserte katalysatorer har blitt studert mye og brukt innen katalyse, og har gjort betydelige fremskritt med å løse miljøproblemer som vannbehandling, er det fortsatt mange praktiske problemer, for eksempel uklareCeriumoksidMorfologi og belastningsmekanisme for cerium støttet katalysatorer. Ytterligere forskning er nødvendig på syntesemetoden for katalysatorer, forbedrer den synergistiske effekten mellom komponenter og studerer den katalytiske mekanismen for forskjellige belastninger.
Journalforfatter
Shandong Ceramics 2023 utgave 2: 64-73
Forfattere: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etc
Post Time: Nov-29-2023