CeO2දුර්ලභ පෘථිවි ද්රව්යවල වැදගත් අංගයකි. දදුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්යය සීරියම්අද්විතීය බාහිර ඉලෙක්ට්‍රොනික ව්‍යුහයක් ඇත - 4f15d16s2. එහි විශේෂ 4f ස්ථරයට ඉලෙක්ට්‍රෝන ඵලදායි ලෙස ගබඩා කර මුදා හැරිය හැකි අතර, සීරියම් අයන +3 සංයුජතා තත්ත්‍වයේ සහ+4 සංයුජතා තත්ත්‍වයේ හැසිරීමට සලස්වයි. එබැවින් CeO2 ද්රව්යවල ඔක්සිජන් සිදුරු වැඩි වන අතර ඔක්සිජන් ගබඩා කර මුදා හැරීමේ විශිෂ්ට හැකියාවක් ඇත. Ce (III) සහ Ce (IV) හි අන්‍යෝන්‍ය පරිවර්තනය ද CeO2 ද්‍රව්‍යවලට අනන්‍ය ඔක්සිකරණ-අඩු කිරීමේ උත්ප්රේරක හැකියාවන් ලබා දෙයි. තොග ද්රව්ය හා සසඳන විට, නැනෝ CeO2, නව අකාබනික ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, එහි ඉහළ නිශ්චිත පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය, විශිෂ්ට ඔක්සිජන් ගබඩා කිරීමේ සහ මුදා හැරීමේ හැකියාව, ඔක්සිජන් අයන සන්නායකතාව, රෙඩොක්ස් ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ඉහළ උෂ්ණත්වයේ වේගවත් ඔක්සිජන් පුරප්පාඩු ව්‍යාප්තිය හේතුවෙන් පුළුල් අවධානයට ලක්ව ඇත. හැකියාව. නැනෝ CeO2 උත්ප්රේරක, උත්ප්රේරක වාහක හෝ ආකලන, ක්‍රියාකාරී සංරචක සහ adsorbents ලෙස භාවිතා කරන පර්යේෂණ වාර්තා සහ අදාළ යෙදුම් විශාල ප්රමාණයක් දැනට පවතී.
1. නැනෝමීටරය සකස් කිරීමේ ක්රමයසීරියම් ඔක්සයිඩ්
වර්තමානයේ, නැනෝ සීරියා සඳහා පොදු සූදානම් කිරීමේ ක්රම ප්රධාන වශයෙන් රසායනික ක්රමය සහ භෞතික ක්රමය ඇතුළත් වේ. විවිධ රසායනික ක්රම අනුව, රසායනික ක්රම වර්ෂාපතන ක්රමය, ජල තාප ක්රමය, solvothermal ක්රමය, සෝල් ජෙල් ක්රමය, ක්ෂුද්‍ර ඉමල්ෂන් ක්රමය සහ ඉලෙක්ට්‍රෝඩෙපොසිෂන් ක්රමය ලෙස බෙදිය හැකිය; භෞතික ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් ඇඹරුම් ක්රමයයි.
1.1 ඇඹරුම් ක්රමය
නැනෝ සීරියා සකස් කිරීම සඳහා ඇඹරුම් ක්රමය සාමාන්යයෙන් වැලි ඇඹරීම භාවිතා කරයි, අඩු පිරිවැය, පරිසර හිතකාමීත්වය, වේගවත් සැකසුම් වේගය සහ ශක්තිමත් සැකසුම් හැකියාව වැනි වාසි ඇත. එය දැනට නැනෝ සීරියා කර්මාන්තයේ වැදගත්ම සැකසුම් ක්රමයයි. නිදසුනක් ලෙස, නැනෝ සීරියම් ඔක්සයිඩ් ඔප දැමීමේ කුඩු සකස් කිරීම සාමාන්යයෙන් කැල්සිනේෂන් සහ වැලි ඇඹරීමේ සංයෝගයක් භාවිතා කරන අතර, සීරියම් පදනම් කරගත් ඩෙනිට්‍රේෂන් උත්ප්‍රේරකවල අමුද්‍රව්‍ය පූර්ව ප්රතිකාර සඳහා මිශ්‍ර කර හෝ වැලි ඇඹරීමෙන් පසු ප්රතිකාර කරනු ලැබේ. විවිධ අංශු ප්‍රමාණයේ වැලි ඇඹරුම් පබළු අනුපාත භාවිතා කිරීමෙන්, නැනෝමීටර දහයේ සිට සියගණනක් දක්වා D50 සහිත නැනෝ සීරියා ගැලපීම හරහා ලබා ගත හැක.
1.2 වර්ෂාපතන ක්රමය
වර්ෂාපතන ක්රමය යනු සුදුසු ද්‍රාවකවල දියකර ඇති අමුද්‍රව්‍ය වර්ෂාපතනය, වෙන් කිරීම, සේදීම, වියළීම සහ ගණනය කිරීම මගින් ඝන කුඩු සකස් කිරීමේ ක්රමයයි. සරල සකස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව සහ අඩු පිරිවැය වැනි වාසි සහිත දුර්ලභ පස් සහ මාත්‍රණය කළ නැනෝ ද්රව්ය සැකසීමේදී වර්ෂාපතන ක්රමය බහුලව භාවිතා වේ. එය කර්මාන්තයේ නැනෝ සීරියා සහ එහි සංයුක්ත ද්රව්ය සැකසීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමයකි. මෙම ක්රමය මගින් වර්ෂාපතන උෂ්ණත්වය, ද්රව්ය සාන්ද්‍රණය, pH අගය, වර්ෂාපතන වේගය, ඇවිස්සීමේ වේගය, අච්චුව යනාදිය වෙනස් කිරීමෙන් විවිධ රූප විද්‍යාව සහ අංශු ප්‍රමාණයෙන් නැනෝ සීරියා සකස් කළ හැකිය. සහ nano ceria microspheres සකස් කිරීම සයිටේ්රට් අයන මගින් පාලනය වේ. විකල්පයක් ලෙස, සීරියම් අයන OH මගින් අවක්ෂේපණය කළ හැකිය - සෝඩියම් සයිටේ්රට් ජල විච්ඡේදනය මගින් ජනනය කර, පසුව නැනෝ සීරියා ක්ෂුද්‍ර ගෝලාකාර වැනි පෙති සකස් කිරීම සඳහා ඉන්කියුබේෂන් කර ගණනය කළ හැකිය.
1.3 ජල තාප සහ solvothermal ක්රම
මෙම ක්රම දෙක සංවෘත පද්ධතියක විවේචනාත්මක උෂ්ණත්වයකදී ඉහළ උෂ්ණත්ව හා අධි පීඩන ප්‍රතික්‍රියාව මගින් නිෂ්පාදන සකස් කිරීමේ ක්‍රමයට යොමු වේ. ප්රතික්රියා ද්රාවකය ජලය වන විට එය ජල තාප ක්රමය ලෙස හැඳින්වේ. ඊට අනුරූපව, ප්රතික්රියා ද්රාවකය කාබනික ද්රාවකයක් වන විට, එය solvothermal ක්රමය ලෙස හැඳින්වේ. සංස්ලේෂණය කරන ලද නැනෝ අංශුවල ඉහළ සංශුද්ධතාවය, හොඳ විසරණය සහ ඒකාකාර අංශු ඇත, විශේෂයෙන් විවිධ රූපාකාරයන් හෝ නිරාවරණය වූ විශේෂ ස්ඵටික මුහුණු සහිත නැනෝ කුඩු. ආස්රැත ජලයේ සීරියම් ක්ලෝරයිඩ් දියකර, කලවම් කර සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ද්‍රාවණය එක් කරන්න. නිරාවරණය වූ (111) සහ (110) ස්ඵටික තල සහිත සීරියම් ඔක්සයිඩ් නැනෝරෝඩ සකස් කිරීම සඳහා පැය 12 ක් සඳහා 170 ℃ හි ජල තාප ප්රතික්රියා කරන්න. ප්රතික්රියා තත්ත්‍වයන් ගැලපීමෙන්, නිරාවරණය වූ ස්ඵටික තලවල (110) ස්ඵටික තලවල අනුපාතය වැඩි කළ හැකි අතර, ඒවායේ උත්ප්රේරක ක්‍රියාකාරකම් තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරයි. ප්රතික්රියා ද්රාවකය සහ පෘෂ්ඨීය ලිගන්ඩ් ගැලපීම මගින් විශේෂ ජලාකර්ෂණීය හෝ lipophilicity සහිත නැනෝ සීරියා අංශු ද නිපදවිය හැක. නිදසුනක් ලෙස, ජලීය අවධියට ඇසිටේට් අයන එකතු කිරීමෙන් ජලයේ මොනොඩිස්පර්ස් හයිඩ්‍රොෆිලික් සීරියම් ඔක්සයිඩ් නැනෝ අංශු සකස් කළ හැකිය. ධ්‍රැවීය නොවන ද්රාවකයක් තෝරා ගැනීමෙන් සහ ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර ලයිජන්ඩ් ලෙස ඔලෙයික් අම්ලය හඳුන්වා දීමෙන්, ධ්‍රැවීය නොවන කාබනික ද්‍රාවකවල මොනොඩිස්පර්ස් ලිපොෆිලික් සීරියා නැනෝ අංශු සකස් කළ හැකිය. (රූපය 1 බලන්න)
රූපය 1 මොනොඩිස්පර්ස් ගෝලාකාර නැනෝ සීරියා සහ සැරයටිය හැඩැති නැනෝ සීරියා
1.4 සෝල් ජෙල් ක්රමය
සෝල් ජෙල් ක්රමය යනු සංයෝග කිහිපයක් හෝ කිහිපයක් පූර්වගාමීන් ලෙස භාවිතා කරන ක්‍රමයකි, ද්‍රව අවධියේදී ජල විච්ඡේදනය වැනි රසායනික ප්රතික්රියා සිදු කර සෝල් සෑදීම, පසුව වයසට ගිය පසු ජෙල් සාදයි, අවසානයේ එය වියළා අල්ට්‍රාෆයින් කුඩු සකස් කරයි. බොහෝ වාර්තා වල වාර්තා වී ඇති සීරියම් යකඩ, සීරියම් ටයිටේනියම්, සීරියම් සර්කෝනියම් සහ අනෙකුත් සංයුක්ත නැනෝ ඔක්සයිඩ වැනි ඉහළ විසිරුණු බහු-සංරචක නැනෝ සීරියා සංයුක්ත නැනෝ ද්රව්ය සකස් කිරීම සඳහා මෙම ක්රමය විශේෂයෙන් සුදුසු වේ.
1.5 වෙනත් ක්රම
ඉහත ක්‍රමවලට අමතරව ක්ෂුද්‍ර දියර ක්රමය, මයික්‍රෝවේව් සංස්ලේෂණ ක්රමය, ඉලෙක්ට්‍රෝඩෙපොසිෂන් ක්රමය, ප්ලාස්මා දැල්ල දහන ක්රමය, අයන හුවමාරු පටල විද්යුත් විච්ඡේදක ක්රමය සහ තවත් බොහෝ ක්රම තිබේ. නැනෝ සීරියා පර්යේෂණ සහ භාවිතය සඳහා මෙම ක්රම විශාල වැදගත්කමක් දරයි.
ජල පිරිපහදු කිරීමේදී නැනෝමීටර 2 සෙරියම් ඔක්සයිඩ් යෙදීම
සීරියම් යනු දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය අතර අඩු මිල සහ පුළුල් යෙදුම් සහිත බහුලවම ඇති මූලද්රව්යය වේ. නැනෝමීටර සීරියා සහ එහි සංයුක්ත ඒවායේ ඉහළ නිශ්චිත පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය, ඉහළ උත්ප්රේරක ක්‍රියාකාරකම් සහ විශිෂ්ට ව්‍යුහාත්මක ස්ථායිතාව හේතුවෙන් ජල පිරිපහදු ක්ෂේත්රයේ වැඩි අවධානයක් යොමු කර ඇත.
2.1 අයදුම් කිරීමනැනෝ සීරියම් ඔක්සයිඩ්Adsorption ක්රමය මගින් ජල ප්‍රතිකාරයේදී
මෑත වසරවලදී, ඉලෙක්ට්‍රොනික කර්මාන්තය වැනි කර්මාන්තවල දියුණුවත් සමඟ, බැර ලෝහ අයන සහ ෆ්ලෝරීන් අයන වැනි දූෂක අඩංගු අපජල විශාල ප්රමාණයක් බැහැර කර ඇත. අංශු මාත්‍ර සාන්ද්‍රණයක වුවද, එය ජලජ ජීවීන්ට සහ මිනිස් ජීවන පරිසරයට සැලකිය යුතු හානියක් සිදු කළ හැකිය. බහුලව භාවිතා වන ක්රම අතර ඔක්සිකරණය, ෆ්ලෝටේෂන්, ප්‍රතිලෝම ඔස්මෝසිස්, අවශෝෂණය, නැනෝ පෙරීම, ජෛව අවශෝෂණය යනාදිය ඇතුළත් වේ. ඒවා අතර, එහි සරල ක්‍රියාකාරිත්වය, අඩු පිරිවැය සහ ඉහළ ප්රතිකාර කාර්යක්ෂමතාව හේතුවෙන් adsorption තාක්ෂණය බොහෝ විට භාවිතා වේ. Nano CeO2 ද්රව්යවල අධි විශේෂිත පෘෂ්ඨ ප්‍රදේශයක් සහ අධි පෘෂ්ඨීය ක්‍රියාකාරීත්වයක් adsorbents ලෙස ඇති අතර, ජලයෙන් අහිතකර අයන අවශෝෂණය කර ඉවත් කිරීම සඳහා සිදුරු සහිත nano CeO2 සහ විවිධ රූපාකාරයන් සහිත එහි සංයුක්ත ද්රව්යවල සංශ්ලේෂණය පිළිබඳව බොහෝ වාර්තා තිබේ.
දුර්වල ආම්ලික තත්ත්‍වයන් යටතේ ජලයේ F - සඳහා නැනෝ සීරියා සතුව ප්‍රබල අවශෝෂණ හැකියාවක් ඇති බව පර්යේෂණ මගින් පෙන්වා දී ඇත. F - 100mg/L සහ pH=5-6 හි ආරම්භක සාන්ද්‍රණයක් සහිත ද්‍රාවණයක, F සඳහා adsorption ධාරිතාව 23mg/g වන අතර F - ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය 85.6% කි. එය බහු ඇක්‍රිලික් අම්ල දුම්මල බෝලයකට පැටවීමෙන් පසු (පැටවීමේ ප්‍රමාණය: 0.25g/g), F - ජලීය ද්‍රාවණය 100mg/L සමාන පරිමාවකට ප්රතිකාර කිරීමේදී F - ඉවත් කිරීමේ හැකියාව 99% කට වඩා වැඩි විය හැක; පරිමාව 120 ගුණයක් සකසන විට, F - 90% කට වඩා වැඩි ප්රමාණයක් ඉවත් කළ හැකිය. පොස්පේට් සහ අයඩේට් අවශෝෂණය කිරීමට භාවිතා කරන විට, අනුරූප ප්‍රශස්ත අවශෝෂණ තත්ත්වය යටතේ අවශෝෂණ ධාරිතාව 100mg/g ට වඩා වැඩි විය හැක. භාවිතා කරන ලද ද්රව්ය ඉහළ ආර්ථික ප්රතිලාභ ඇති සරල desorption සහ උදාසීන ප්රතිකාර කිරීමෙන් පසුව නැවත භාවිතා කළ හැකිය.
නැනෝ සීරියා සහ එහි සංයුක්ත ද්රව්ය භාවිතයෙන් ආසනික්, ක්‍රෝමියම්, කැඩ්මියම් සහ ඊයම් වැනි විෂ සහිත බැර ලෝහවල අවශෝෂණය සහ ප්රතිකාර කිරීම පිළිබඳ බොහෝ අධ්‍යයනයන් ඇත. විවිධ සංයුජතා තත්වයන් සහිත බැර ලෝහ අයන සඳහා ප්‍රශස්ත අවශෝෂණ pH අගය වෙනස් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, උදාසීන නැඹුරුවක් සහිත දුර්වල ක්ෂාරීය තත්ත්වය As (III) සඳහා හොඳම අවශෝෂණ තත්ත්වය ඇති අතර, As (V) සඳහා ප්‍රශස්ත අවශෝෂණ තත්ත්වය දුර්වල ආම්ලික තත්ව යටතේ ලබා ගත හැකි අතර, අවශෝෂණ ධාරිතාව දෙකම යටතේ 110mg/g ට වඩා වැඩි විය හැක. කොන්දේසි. සමස්තයක් වශයෙන්, නැනෝ සීරියා සහ එහි සංයුක්ත ද්රව්යවල ප්‍රශස්ත සංස්ලේෂණය පුළුල් pH පරාසයක් තුළ විවිධ බැර ලෝහ අයන සඳහා ඉහළ අවශෝෂණ සහ ඉවත් කිරීමේ අනුපාත ලබා ගත හැකිය.
අනෙක් අතට, සීරියම් ඔක්සයිඩ් මත පදනම් වූ නැනෝ ද්රව්ය අපජලයේ කාබනික ද්රව්ය අවශෝෂණය කිරීමේ කැපී පෙනෙන කාර්ය සාධනයක් දරයි, උදාහරණයක් ලෙස, දැනට වාර්තා වී ඇති අවස්ථා වලදී, විද්යුත් රසායනික ක්රම මගින් සකස් කරන ලද නැනෝ සීරියා සිදුරු ගෝල ඉහළ මට්ටමක පවතී. කාබනික ඩයි වර්ග ඉවත් කිරීමේදී අවශෝෂණ ධාරිතාව, විශේෂයෙන්ම කොංගෝ රතු ඉවත් කිරීමේදී අවශෝෂණ ධාරිතාව මිනිත්තු 60 කින් 942.7mg/g.
2.2 උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලියේදී නැනෝ සීරියා යෙදීම
දැනට පවතින නිර්ජලීය ප්රතිකාර ක්රමය වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලිය (කෙටියෙන් AOPs) යෝජනා කෙරේ. උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලිය, ගැඹුරු ඔක්සිකරණ තාක්ෂණය ලෙසද හැඳින්වේ, හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකල් (· OH), සුපර් ඔක්සයිඩ් රැඩිකල් (· O2 -), තනි ඔක්සිජන් යනාදිය ප්‍රබල ඔක්සිකරණ හැකියාවෙන් නිපදවීම මගින් සංලක්ෂිත වේ. අධික උෂ්ණත්ව හා පීඩනයේ ප්රතික්රියා තත්ව යටතේ විදුලිය, ශබ්දය, ආලෝක ප්‍රකිරණය, උත්ප්රේරක යනාදී. නිදහස් රැඩිකලුන් ජනනය කිරීමේ විවිධ ක්රම සහ ප්රතික්රියා තත්ව අනුව ඒවා ප්‍රකාශ රසායනික ඔක්සිකරණය, උත්ප්රේරක තෙත් ඔක්සිකරණය, සෝනොකෙමිස්ට්‍රි ඔක්සිකරණය, ඕසෝන් ලෙස බෙදිය හැකිය. ඔක්සිකරණය, විද්යුත් රසායනික ඔක්සිකරණය, ෆෙන්ටන් ඔක්සිකරණය, ආදිය (රූපය 2 බලන්න).
රූප සටහන 2 උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලියේ වර්ගීකරණය සහ තාක්ෂණ සංයෝජනය
නැනෝ සෙරියාඋසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලියේදී බහුලව භාවිතා වන විෂමජාතීය උත්ප්‍රේරකයකි. Ce3+ සහ Ce4+ අතර ශීඝ්‍ර පරිවර්තනය සහ ඔක්සිජන් අවශෝෂණය හා මුදා හැරීම නිසා ඇති වන වේගවත් ඔක්සිකරණ-අඩු කිරීමේ බලපෑම නිසා නැනෝ සීරියාට හොඳ උත්ප්රේරක හැකියාවක් ඇත. උත්ප්රේරක ප්රවර්ධකයක් ලෙස භාවිතා කරන විට, එය උත්ප්රේරක හැකියාව සහ ස්ථාවරත්වය ඵලදායී ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය. නැනෝ සීරියා සහ එහි සංයුක්ත ද්රව්ය උත්ප්රේරක ලෙස භාවිතා කරන විට, ඒවායේ ක්‍රියාකාරීත්වයට සහ යෙදුමට බලපාන ප්රධාන සාධක වන රූප විද්‍යාව, අංශු ප්‍රමාණය සහ නිරාවරණය වන ස්ඵටික තලයන් සමඟ උත්ප්රේරක ගුණ බෙහෙවින් වෙනස් වේ. අංශු කුඩා වන අතර නිශ්චිත පෘෂ්ඨ ප්‍රදේශය විශාල වන තරමට ඊට අනුරූප ක්‍රියාකාරී අඩවිය සහ උත්ප්රේරක හැකියාව ශක්තිමත් වන බව සාමාන්යයෙන් විශ්වාස කෙරේ. නිරාවරණය වූ ස්ඵටික පෘෂ්ඨයේ උත්ප්රේරක හැකියාව, ශක්තිමත් සිට දුර්වල දක්වා, (100) ස්ඵටික මතුපිට>(110) ස්ඵටික පෘෂ්ඨය>(111) ස්ඵටික පෘෂ්ඨයේ අනුපිළිවෙලින් වන අතර, අනුරූප ස්ථායීතාවය ප්රතිවිරුද්ධ වේ.
සෙරියම් ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ද්රව්යයකි. නැනෝමීටර සීරියම් ඔක්සයිඩ් කලාප පරතරයට වඩා වැඩි ශක්තියක් සහිත ෆෝටෝන මගින් විකිරණය කරන විට, සංයුජතා කලාප ඉලෙක්ට්‍රෝන උද්වේගකර වන අතර සංක්‍රාන්ති ප්‍රතිසංයෝජන හැසිරීම සිදුවේ. මෙම හැසිරීම Ce3+ සහ Ce4+ හි පරිවර්තන අනුපාතය ප්‍රවර්ධනය කරනු ඇත, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස නැනෝ සීරියා වල ප්‍රබල ප්‍රභා උත්ප්රේරක ක්‍රියාකාරකම් ඇති වේ. Photocatalysis මගින් ද්විතියික දූෂණයකින් තොරව කාබනික ද්රව්යවල සෘජු හායනය ලබා ගත හැක, එබැවින් එහි යෙදුම AOPs හි නැනෝ සෙරියා ක්ෂේත්රයේ වඩාත්ම අධ්‍යයනය කරන ලද තාක්ෂණය වේ. වර්තමානයේ, ප්රධාන අවධානය යොමු වී ඇත්තේ විවිධ රූපාකාරයන් සහ සංයුක්ත සංයුතීන් සහිත උත්ප්රේරක භාවිතා කරමින් අසෝ ඩයි වර්ග, ෆීනෝල්, ක්ලෝරෝබෙන්සීන් සහ ඖෂධ අපජලවල උත්ප්රේරක පරිහානිය පිරියම් කිරීම කෙරෙහි ය. වාර්තාවට අනුව, ප්‍රශස්ත උත්ප්රේරක සංස්ලේෂණ ක්රමය සහ උත්ප්රේරක ආකෘති තත්වයන් යටතේ, මෙම ද්රව්යවල දිරාපත්වීමේ ධාරිතාව සාමාන්යයෙන් 80% ට වඩා වැඩි විය හැකි අතර, සම්පූර්ණ කාබනික කාබන් (TOC) ඉවත් කිරීමේ ධාරිතාව 40% ට වඩා වැඩි විය හැක.
ඕසෝන් සහ හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වැනි කාබනික දූෂක හායනය සඳහා නැනෝ සීරියම් ඔක්සයිඩ් උත්ප්‍රේරණය පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කරන ලද තවත් තාක්ෂණයකි. ප්‍රභා උත්ප්‍රේරණයට සමානව, එය කාබනික දූෂක ඔක්සිකරණය හා හායනය කිරීමට විවිධ රූප විද්‍යාව හෝ ස්ඵටික තල සහ විවිධ සීරියම් පදනම් වූ සංයුක්ත උත්ප්රේරක ඔක්සිකාරක සහිත නැනෝ සීරියාගේ හැකියාව කෙරෙහි ද අවධානය යොමු කරයි. එවැනි ප්රතික්රියා වලදී, කාබනික දූෂක වලට පහර දෙන සහ වඩාත් කාර්යක්ෂම ඔක්සිකාරක හායනය කිරීමේ හැකියාව ලබා ගන්නා ඕසෝන් හෝ හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වලින් ක්‍රියාකාරී රැඩිකලුන් විශාල සංඛ්‍යාවක් උත්ප්‍රේරකවලට උත්ප්රේරක කළ හැක. ප්රතික්රියාවේ ඔක්සිකාරක හඳුන්වාදීම හේතුවෙන් කාබනික සංයෝග ඉවත් කිරීමේ හැකියාව බෙහෙවින් වැඩි දියුණු වේ. බොහෝ ප්රතික්රියා වලදී, ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යයේ අවසාන ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය 100%ට ළඟා විය හැකි හෝ ළඟා විය හැකි අතර, TOC ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය ද වැඩි වේ.
විද්යුත් උත්ප්රේරක උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රමයේදී, ඉහළ ඔක්සිජන් පරිණාමය අධි විභවයක් සහිත ඇනෝඩ ද්‍රව්‍යයේ ගුණාංග කාබනික දූෂකවලට ප්රතිකාර කිරීම සඳහා විද්යුත් උත්ප්රේරක උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රමයේ තේරීම තීරණය කරයි. කැතෝඩ ද්‍රව්‍යය H2O2 නිෂ්පාදනය තීරණය කරන වැදගත් සාධකයක් වන අතර H2O2 නිෂ්පාදනය කාබනික දූෂකවලට ප්රතිකාර කිරීම සඳහා විද්යුත් උත්ප්රේරක උසස් ඔක්සිකරණ ක්‍රමයේ කාර්යක්ෂමතාව තීරණය කරයි. නැනෝ සීරියා භාවිතයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්රව්ය වෙනස් කිරීම පිළිබඳ අධ්‍යයනය දේශීය හා ජාත්‍යන්තර වශයෙන් පුළුල් අවධානයට ලක්ව ඇත. පර්යේෂකයන් ප්රධාන වශයෙන් විවිධ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්රව්ය වෙනස් කිරීමට, ඒවායේ විද්යුත් රසායනික ක්‍රියාකාරකම් වැඩි දියුණු කිරීමට සහ එමඟින් විද්යුත් උත්ප්රේරක ක්‍රියාකාරකම් සහ අවසාන ඉවත් කිරීමේ වේගය වැඩි කිරීමට විවිධ රසායනික ක්රම හරහා නැනෝ සීරියම් ඔක්සයිඩ් සහ එහි සංයුක්ත ද්රව්ය හඳුන්වා දෙයි.
මයික්‍රෝවේව් සහ අල්ට්‍රා සවුන්ඩ් බොහෝ විට ඉහත උත්ප්රේරක ආකෘති සඳහා වැදගත් සහායක පියවරයන් වේ. අතිධ්වනි සහාය උදාහරණයක් ලෙස ගතහොත්, තත්පරයට 25kHz ට වඩා වැඩි සංඛ්‍යාත සහිත කම්පන ශබ්ද තරංග භාවිතා කරමින්, විශේෂයෙන් නිර්මාණය කරන ලද පිරිසිදු කිරීමේ කාරකයක් සමඟ සකස් කරන ලද ද්‍රාවණයක අතිශය කුඩා බුබුලු මිලියන ගණනක් ජනනය වේ. මෙම කුඩා බුබුලු, ශීඝ්‍ර සම්පීඩනය සහ ප්‍රසාරණය අතරතුර, නිරන්තරයෙන් බුබුලු පිපිරීමක් ඇති කරයි, ද්රව්ය ඉක්මනින් හුවමාරු වීමට සහ උත්ප්රේරක පෘෂ්ඨය මත විසරණය වීමට ඉඩ සලසයි, බොහෝ විට උත්ප්රේරක කාර්යක්ෂමතාව ඝාතීය ලෙස වැඩි දියුණු කරයි.
3 නිගමනය
Nano ceria සහ එහි සංයුක්ත ද්‍රව්‍යවලට ජලයේ ඇති අයන සහ කාබනික දූෂක ඵලදායි ලෙස ප්රතිකාර කළ හැකි අතර අනාගත ජල පිරිපහදු ක්ෂේත්‍රවල වැදගත් යෙදුම් හැකියාවක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, බොහෝ පර්යේෂණ තවමත් රසායනාගාර මට්ටමේ පවතින අතර, අනාගතයේ දී ජල පිරිපහදු කිරීම සඳහා වේගවත් යෙදුමක් ලබා ගැනීම සඳහා, පහත සඳහන් ගැටළු තවමත් ඉක්මනින් විසඳිය යුතුය:
(1) නැනෝ නිෂ්පාදනයේ සාපේක්ෂ ඉහළ පිරිවැයCeO2තවමත් රසායනාගාර පර්යේෂණ මට්ටමේ පවතින ජල පිරිපහදුවේදී ඒවායේ යෙදීම්වලින් අතිමහත් බහුතරයකට පදනම් වූ ද්රව්ය වැදගත් සාධකයක්ව පවතී. නැනෝ CeO2 පදනම් වූ ද්රව්යවල රූප විද්‍යාව සහ ප්‍රමාණය නියාමනය කළ හැකි අඩු වියදම්, සරල සහ ඵලදායී සකස් කිරීමේ ක්රම ගවේෂණය කිරීම තවමත් පර්යේෂණයේ කේන්ද්‍රස්ථානයකි.
(2) නැනෝ CeO2 පදනම් වූ ද්රව්යවල කුඩා අංශු ප්‍රමාණය හේතුවෙන්, භාවිතයෙන් පසු ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සහ ප්‍රතිජනනය කිරීමේ ගැටළු ද ඒවායේ යෙදීම සීමා කරන වැදගත් සාධක වේ. දුම්මල ද්රව්ය හෝ චුම්බක ද්රව්ය සමඟ එහි සංයුතිය එහි ද්රව්ය සැකසීම සහ ප්‍රතිචක්‍රීකරණ තාක්ෂණය සඳහා ප්රධාන පර්යේෂණ දිශාවක් වනු ඇත.
(3) නැනෝ CeO2 පදනම් වූ ද්රව්ය ජල පිරිපහදු තාක්ෂණය සහ සාම්ප්‍රදායික අපද්‍රව්‍ය පිරිපහදු තාක්ෂණය අතර ඒකාබද්ධ ක්‍රියාවලියක් සංවර්ධනය කිරීම ජල පිරිපහදු ක්ෂේත්රයේ නැනෝ CeO2 පදනම් වූ ද්රව්ය උත්ප්රේරක තාක්ෂණය යෙදීම බෙහෙවින් ප්‍රවර්ධනය කරනු ඇත.
(4) නැනෝ CeO2 මත පදනම් වූ ද්රව්යවල විෂ බව පිළිබඳ තවමත් සීමිත පර්යේෂණ පවතින අතර, ජල පිරිපහදු පද්ධතිවල ඒවායේ පාරිසරික හැසිරීම් සහ විෂ සහිත යාන්ත්‍රණය තවමත් තීරණය කර නොමැත. සැබෑ අපද්‍රව්‍ය පිරිපහදු කිරීමේ ක්‍රියාවලියට බොහෝ විට බහු දූෂකවල සහජීවනය ඇතුළත් වන අතර සහජීවන දූෂක එකිනෙකා සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරයි, එමඟින් නැනෝ ද්රව්යවල මතුපිට ලක්ෂණ සහ විභව විෂ සහිත බව වෙනස් කරයි. ඒ නිසා මේ සම්බන්ධ අංශ ගැන තව තවත් පර්යේෂණ සිදුකිරීම කාලීන අවශ්‍යතාවක්.
පසු කාලය: මැයි-22-2023