Štúdia o syntéze a modifikáciiNanomateriály oxidu céru
Syntézananomateriály ceriazahŕňa zrážanie, koprecipitáciu, hydrotermálnu, mechanickú syntézu, spaľovaciu syntézu, sol gél, mikrolotion a pyrolýzu, medzi ktorými sú hlavné metódy syntézy zrážacie a hydrotermálne. Hydrotermálna metóda sa považuje za najjednoduchšiu, najhospodárnejšiu metódu bez aditív. Hlavnou výzvou hydrotermálnej metódy je kontrola morfológie nanometrov, ktorá si vyžaduje starostlivé nastavenie na kontrolu jej charakteristík.
Modifikáciaceriamožno zlepšiť niekoľkými spôsobmi: (1) dopovaním iných kovových iónov s nižšími cenami alebo menšími veľkosťami v mriežke céru. Táto metóda môže nielen zlepšiť výkon použitých oxidov kovov, ale tiež vytvoriť nové stabilné materiály s novými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. (2) Dispergujte cériu alebo jej dopované analógy na vhodné nosné materiály, ako je aktívne uhlie, grafén atď.Oxid cérumôže tiež slúžiť ako nosič pre dispergovanie kovov, ako je zlato, platina a paládium. Modifikácia materiálov na báze oxidu ceričitého využíva hlavne prechodné kovy, vzácne kovy alkalických zemín/kovy alkalických zemín, kovy vzácnych zemín a vzácne kovy, ktoré majú lepšiu aktivitu a tepelnú stabilitu.
Aplikácia zOxid cérua kompozitné katalyzátory
1, Aplikácia rôznych morfológií céria
Laura a kol. ohlásili stanovenie troch typov fázových diagramov morfológie céria, ktoré spájajú účinky koncentrácie alkálií a teploty hydrotermálnej úpravy s konečnýmCeO2morfológia nanoštruktúr. Výsledky ukazujú, že katalytická aktivita priamo súvisí s pomerom Ce3+/Ce4+ a koncentráciou povrchového kyslíka. Wei a kol. syntetizované tri Pt/CeO2katalyzátory s rôznymi morfológiami nosiča (tyčinkové (CeO2-R), kubický (CeO2-C) a oktaedrické (CeO2-O), ktoré sú obzvlášť vhodné na nízkoteplotnú katalytickú oxidáciu C2H4. Bian a kol. pripravili sériuCeO2 nanomateriálys tyčinkovou, kubickou, granulovanou a oktaedrickou morfológiou a zistili, že katalyzátory naložené naNanočastice CeO2(5Ni / NP) vykazovali oveľa vyššiu katalytickú aktivitu a lepšiu stabilitu ako katalyzátory s inými formamiCeO2podporu.
2. Katalytická degradácia znečisťujúcich látok vo vode
Oxid cérubol uznaný ako účinný katalyzátor oxidácie ozónu na odstraňovanie vybraných organických zlúčenín. Xiao a kol. zistili, že nanočastice Pt sú v tesnom kontakte sCeO2na povrchu katalyzátora a podstupujú silné interakcie, čím zlepšujú aktivitu rozkladu ozónu a produkujú reaktívnejšie formy kyslíka, ktoré prispievajú k oxidácii toluénu. Zhang Lanhe a ďalší pripravili dopovanéCeO2/Al2O3 katalyzátory. Dopované oxidy kovov poskytujú reakčný priestor pre reakciu medzi organickými zlúčeninami a O3, čo vedie k vyššiemu katalytickému výkonuCeO2/Al2O3 a nárast aktívnych miest na povrchu katalyzátora
Preto mnohé štúdie ukázali, žeoxid cérukompozitné katalyzátory môžu nielen zvýšiť degradáciu odolných organických mikropolutantov v oblasti katalytického čistenia odpadových vôd ozónom, ale majú aj inhibičné účinky na bromičnany produkované počas ozónového katalytického procesu. Majú široké uplatnenie pri úprave vody ozónom.
3, Katalytická degradácia prchavých organických zlúčenín
CeO2, ako typický oxid vzácnych zemín, bol študovaný vo viacfázovej katalýze kvôli svojej vysokej kapacite skladovania kyslíka.
Wang a kol. syntetizovali kompozitný oxid Ce Mn s tyčinkovitou morfológiou (molárny pomer Ce/Mn 3:7) pomocou hydrotermálnej metódy. Mn ióny boli dopované doCeO2rámec nahradiť Ce, čím sa zvýši koncentrácia voľných kyslíkových miest. Keďže Ce4+ je nahradený iónmi Mn, vzniká viac kyslíkových voľných miest, čo je dôvodom jeho vyššej aktivity. Du a kol. syntetizovali katalyzátory oxidu Mn Ce pomocou novej metódy kombinujúcej redoxné zrážanie a hydrotermálne metódy. Zistili, že pomer mangánu acéruzohral rozhodujúcu úlohu pri tvorbe katalyzátora a výrazne ovplyvnil jeho výkon a katalytickú aktivitu.Ceriumv mangáneoxid céruhrá kľúčovú úlohu pri adsorpcii toluénu a ukázalo sa, že mangán zohráva kľúčovú úlohu pri oxidácii toluénu. Koordinácia medzi mangánom a cérom zlepšuje proces katalytickej reakcie.
4.Fotokatalyzátor
Sun a kol. úspešne pripravený Ce Pr Fe-0 @ C pomocou metódy koprecipitácie. Špecifickým mechanizmom je, že dopingové množstvo Pr, Fe a C hrá dôležitú úlohu vo fotokatalytickej aktivite. Zavedenie vhodného množstva Pr, Fe a C doCeO2môže výrazne zlepšiť fotokatalytickú účinnosť získanej vzorky, pretože má lepšiu adsorpciu znečisťujúcich látok, efektívnejšiu absorpciu viditeľného svetla, vyššiu mieru tvorby uhlíkových pásov a viac voľných kyslíkových miest. Zvýšená fotokatalytická aktivitaCeO2-GO nanokompozity pripravené Ganesanom a kol. sa pripisuje zvýšenej povrchovej ploche, intenzite absorpcie, úzkej šírke pásma a efektom fotoreakcie povrchu. Liu a kol. zistili, že kompozitný katalyzátor Ce/CoWO4 je vysoko účinný fotokatalyzátor s potenciálnou aplikačnou hodnotou. Petrovič a spol. pripravenýCeO2katalyzátory využívajúce metódu elektrodepozície s konštantným prúdom a modifikovali ich netepelnou atmosferickou tlakovou pulzujúcou korónovou plazmou. Plazmou modifikované aj nemodifikované materiály vykazujú dobrú katalytickú schopnosť v plazmových aj fotokatalytických degradačných procesoch.
Záver
Tento článok skúma vplyv metód syntézyoxid céruna morfológiu častíc, úlohu morfológie na vlastnosti povrchu a katalytickú aktivitu, ako aj synergický efekt a aplikáciu medzioxid cérua dopujúce látky a nosiče. Hoci katalyzátory na báze oxidu céru boli široko študované a používané v oblasti katalýzy a dosiahli významný pokrok v riešení environmentálnych problémov, ako je úprava vody, stále existuje veľa praktických problémov, ako sú nejasnostioxid cérumorfológia a mechanizmus zaťaženia katalyzátorov na nosiči céru. Je potrebný ďalší výskum metódy syntézy katalyzátorov, zvyšovania synergického účinku medzi zložkami a štúdia katalytického mechanizmu rôznych zaťažení.
Autor časopisu
Keramika Shandong 2023 číslo 2: 64-73
Autori: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng atď
Čas odoslania: 29. novembra 2023