Estudo sobre a síntese e modificaçãoNanomateriais de óxido de cério
A síntese denanomateriais da CERIAInclui precipitação, coprecipitação, hidrotérmica, síntese mecânica, síntese de combustão, sol gel, micro -loção e pirólise, entre os quais os principais métodos de síntese são precipitação e hidrotérmica. O método hidrotérmico é considerado o método livre mais simples, mais econômico e aditivo. O principal desafio do método hidrotérmico é controlar a morfologia em nanoescala, que requer um ajuste cuidadoso para controlar suas características.
A modificação deCERIApode ser aprimorado através de vários métodos: (1) Doping de outros íons metálicos com preços mais baixos ou tamanhos menores na rede da Ceria. Esse método pode não apenas melhorar o desempenho dos óxidos metálicos envolvidos, mas também formar novos materiais estáveis com novas propriedades físicas e químicas. (2) Disperse a Ceria ou seus análogos dopados em materiais de transportadora adequados, como carbono ativado, grafeno, etc.Óxido de cérioTambém pode servir como transportadora para dispersão de metais como ouro, platina e paládio. A modificação de materiais à base de dióxido de cério usa principalmente metais de transição, metais terrestres alcalinos/alcalinos raros, metais de terras raras e metais preciosos, que têm melhor atividade e estabilidade térmica.
Aplicação deÓxido de cérioe catalisadores compostos
1, a aplicação de diferentes morfologias da Ceria
Laura et al. relataram a determinação de três tipos de diagramas de fase de morfologia da CERIA, que relacionam os efeitos da concentração de alcalina e da temperatura de tratamento hidrotérmico ao finalCEO2Morfologia da nanoestrutura. Os resultados indicam que a atividade catalítica está diretamente relacionada à razão CE3+/CE4+e à concentração de vaga de oxigênio na superfície. Wei et al. sintetizado três pt/CEO2catalisadores com diferentes morfologias de transportadoras (haste como (CEO2-R), cúbico (CEO2-C) e octaédrica (CEO2-O), que são particularmente adequados para a oxidação catalítica de baixa temperatura de C2H4. Bian et al. preparou uma série deNanomateriais CEO2com morfologia em forma de barra, cúbica, granular e octaédrica, e descobriu que os catalisadores carregavamNanopartículas de CEO2(5ni/nps) exibiram atividade catalítica muito maior e melhor estabilidade do que catalisadores com outras formas deCEO2apoiar.
2. Degradação catalítica de poluentes na água
Óxido de cériofoi reconhecido como um catalisador de ozônio eficaz para a remoção de compostos orgânicos selecionados. Xiao et al. descobriram que as nanopartículas de Pt estão em contato próximo comCEO2na superfície do catalisador e sofre interações fortes, melhorando assim a atividade de decomposição do ozônio e produzindo espécies de oxigênio mais reativas, que contribuem para a oxidação do tolueno. Zhang Lanhe e outros prepararam dopadosCEO2/Al2O3 Catalisadores. Os óxidos metálicos dopados fornecem um espaço de reação para a reação entre compostos orgânicos e O3, resultando em maior desempenho catalítico deCEO2/Al2O3 e um aumento nos locais ativos na superfície do catalisador
Portanto, muitos estudos mostraram queóxido de cérioOs catalisadores compostos podem não apenas aumentar a degradação de micropoluentes orgânicos recalcitrantes no campo do tratamento catalítico de ozônio das águas residuais, mas também têm efeitos inibitórios no bromato produzido durante o processo catalítico do ozônio. Eles têm amplas perspectivas de aplicação no tratamento de água de ozônio.
3, degradação catalítica de compostos orgânicos voláteis
CEO2, como um óxido de terra rara típica, foi estudado em catálise multifásica devido à sua alta capacidade de armazenamento de oxigênio.
Wang et al. O óxido compósito CE Mn sintetizado com uma morfologia em forma de haste (razão molar Ce/Mn de 3: 7) usando um método hidrotérmico. Os íons Mn foram dopados para oCEO2estrutura para substituir o CE, aumentando assim a concentração de vagas de oxigênio. Como o CE4+é substituído por íons Mn, são formadas mais vagas de oxigênio, que é a razão de sua atividade mais alta. Du et al. Catalisadores de óxido Mn CE sintetizados usando um novo método que combina métodos redox de precipitação e hidrotérmica. Eles descobriram que a proporção de manganês ecériodesempenhou um papel crucial na formação do catalisador e afetou significativamente seu desempenho e atividade catalítica.Cérioem manganêsóxido de cériodesempenha um papel crucial na adsorção do tolueno, e o manganês demonstrou desempenhar um papel crucial na oxidação do tolueno. A coordenação entre manganês e cério melhora o processo de reação catalítica.
4.Potocatalisador
Sun et al. Preparado com sucesso CE PR Fe-0 @ C usando o método de precipitação CO. O mecanismo específico é que a quantidade de doping de PR, Fe e C desempenha um papel importante na atividade fotocatalítica. Introduzindo uma quantidade apropriada de PR, Fe e C emCEO2pode melhorar bastante a eficiência fotocatalítica da amostra obtida, porque possui uma melhor adsorção de poluentes, absorção mais eficaz de luz visível, maior taxa de formação de bandas de carbono e mais vagas de oxigênio. A atividade fotocatalítica aprimorada deCEO2-GO nanocompósitos preparados por Ganesan et al. é atribuído à área de superfície aprimorada, intensidade de absorção, gap de banda estreita e efeitos de fólebra de superfície. Liu et al. descobriram que o catalisador composto CE/Cowo4 é um fotocatalisador altamente eficiente com potencial valor de aplicação. Petrovic et al. preparadoCEO2Catalisadores usando o método de eletrodeposição de corrente constante e os modificaram com plasma corona pulsante de pressão atmosférica não térmica. Os materiais modificados e não modificados plasmáticos exibem boa capacidade catalítica nos processos de degradação plasmática e fotocatalítica.
Conclusão
Este artigo analisa a influência dos métodos de síntese deóxido de cériona morfologia das partículas, o papel da morfologia nas propriedades da superfície e na atividade catalítica, bem como o efeito sinérgico e a aplicação entreóxido de cérioe dopantes e transportadores. Embora os catalisadores à base de óxido de cério tenham sido amplamente estudados e aplicados no campo da catálise e fizeram progressos significativos na solução de problemas ambientais, como tratamento de água, ainda existem muitos problemas práticos, como pouco clarosóxido de cérioMorfologia e mecanismo de carregamento de catalisadores apoiados por cério. Mais pesquisas são necessárias sobre o método de síntese dos catalisadores, aumentando o efeito sinérgico entre os componentes e estudando o mecanismo catalítico de diferentes cargas.
Autor da revista
Cerâmica de Shandong 2023 Edição 2: 64-73
Autores: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etc
Hora de postagem: novembro de 29-2023