CeO2ke karolo ea bohlokoa ea lisebelisoa tsa lefatše tse sa tloaelehang. Therare earth element ceriume na le sebopeho se ikhethang sa ka ntle sa elektroniki - 4f15d16s2. Sekhahla sa eona se khethehileng sa 4f se ka boloka le ho lokolla li-electrone ka katleho, ho etsa hore li-ion tsa cerium li itšoare sebakeng sa + 3 valence le +4 valence state. Ka hona, lisebelisoa tsa CeO2 li na le masoba a mangata a oksijene, 'me li na le bokhoni bo botle ba ho boloka le ho lokolla oksijene. Phetoho e kopanetsoeng ea Ce (III) le Ce (IV) e boetse e fana ka lisebelisoa tsa CeO2 ka bokhoni bo ikhethang ba ho fokotsa oxidation. Ha e bapisoa le lisebelisoa tse ngata, nano CeO2, e le mofuta o mocha oa lintho tse sa tloaelehang, e fumane tlhokomelo e pharaletseng ka lebaka la sebaka sa eona se phahameng se phahameng, polokelo e ntle ea oksijene le bokhoni ba ho lokolla, conductivity ea ion ea oksijene, ts'ebetso ea redox, le mocheso o phahameng oa mocheso o potlakileng oa phallo ea oksijene. bokgoni. Hajoale ho na le palo e kholo ea litlaleho tsa lipatlisiso le lits'ebetso tse amanang le tsona tse sebelisang nano CeO2 joalo ka li-catalysts, catalyst carriers kapa additives, likarolo tse sebetsang, le li-adsorbents.
1. Mokhoa oa ho itokisa oa nanometercerium oxide
Hona joale, mekhoa e tloaelehileng ea ho lokisetsa nano ceria haholo-holo e kenyelletsa mokhoa oa lik'hemik'hale le mokhoa oa 'mele. Ho ea ka mekhoa e fapaneng ea lik'hemik'hale, mekhoa ea lik'hemik'hale e ka aroloa ka mokhoa oa pula, mokhoa oa hydrothermal, mokhoa oa solvothermal, mokhoa oa sol gel, mokhoa oa microemulsion le mokhoa oa electrodeposition; Mokhoa oa 'mele ke haholo-holo mokhoa oa ho sila.
1.1 Mokhoa oa ho sila
Mokhoa oa ho sila oa ho lokisa nano ceria ka kakaretso o sebelisa ho sila lehlabathe, le nang le melemo ea litšenyehelo tse tlase, botsoalle ba tikoloho, lebelo la ho sebetsa ka potlako, le bokhoni bo matla ba ho sebetsa. Hona joale ke mokhoa oa bohlokoa ka ho fetisisa oa ho sebetsa indastering ea nano ceria. Ka mohlala, ho lokisoa ha nano cerium oxide polishing powder ka kakaretso ho amohela motsoako oa calcination le ho sila lehlabathe, 'me lisebelisoa tse tala tsa cerium based denitration catalysts li boetse li tsoakoa bakeng sa phekolo ea pele kapa ho phekoloa ka mor'a calcination ho sebelisa lehlabathe le sila. Ka ho sebelisa likaroloana tse fapaneng tsa boholo ba lehlabathe la ho sila lifaha, nano ceria e nang le D50 ho tloha ho mashome ho ea ho makholo a nanometers e ka fumanoa ka ho fetola.
1.2 Mokgwa wa pula
Mokhoa oa pula o bolela mokhoa oa ho lokisa phofo e tiileng ka pula, karohano, ho hlatsoa, ho omisa le ho calcination ea lisebelisoa tse tala tse qhibilihisitsoeng ka lihlapolli tse loketseng. Mokhoa oa pula o sebelisoa haholo ho lokiseng lefatše le sa tloaelehang le li-nanomaterials tse nang le li-doped, tse nang le melemo e kang ts'ebetso e bonolo ea ho lokisa, ts'ebetso e phahameng, le litšenyehelo tse tlase. Ke mokhoa o sebelisoang hangata oa ho lokisa nano ceria le lisebelisoa tsa eona tse kopaneng indastering. Mokhoa ona o ka lokisa nano ceria ka morphology e fapaneng le boholo ba likaroloana ka ho fetola mocheso oa pula, mahloriso a lintho tse bonahalang, boleng ba pH, lebelo la pula, lebelo le susumetsang, template, joalo-joalo Mekhoa e tloaelehileng e itšetlehile ka pula ea li-ion tsa cerium ho tloha ammonia e hlahisoang ke ho bola ha urea, 'me ho lokisoa ha nano ceria microspheres ho laoloa ke li-ion tsa citrate. Ntle le moo, li-ion tsa cerium li ka hlahisoa ke OH - tse hlahisoang ho tloha ho hydrolysis ea sodium citrate, ebe e kenngoa le ho calcined ho lokisetsa flake joaloka nano ceria microspheres.
1.3 Mekhoa ea ho futhumatsa metsi le ea solvothermal
Mekhoa ena e 'meli e bua ka mokhoa oa ho lokisa lihlahisoa ka mocheso o phahameng oa mocheso le khatello e phahameng ka mocheso o boima ka mokhoa o koetsoeng. Ha motsoako oa karabelo e le metsi, o bitsoa mokhoa oa hydrothermal. Ka mokhoa o ts'oanang, ha motsoako oa reaction e le mokelikeli oa tlhaho, o bitsoa mokhoa oa solvothermal. Likaroloana tsa nano tse entsoeng li na le bohloeki bo phahameng, ho hasana hantle le likaroloana tse tšoanang, haholo-holo li-nano powders tse nang le morphologies tse fapaneng kapa lifahleho tse khethehileng tsa kristale. Qhibiliha cerium chloride metsing a silafetseng, hlohlelletsa 'me u kenye tharollo ea sodium hydroxide. React hydrothermal ho 170 ℃ bakeng sa lihora tse 12 ho lokisa cerium oxide nanorods ka lifofane tse pepesitsoeng (111) le (110) tsa kristale. Ka ho fetola maemo a karabelo, karolo ea (110) ea lifofane tsa kristale ka har'a lifofane tse pepeneng tsa kristale e ka eketsoa, e leng ho ntlafatsa ts'ebetso ea bona ea matla. Ho fetola li-solvents tsa karabelo le li-ligands tsa holim'a metsi ho ka boela ha hlahisa likaroloana tsa nano ceria tse nang le hydrophilicity e khethehileng kapa lipophilicity. Ka mohlala, ho eketsa li-ion tsa acetate karolong ea metsi ho ka lokisa monodisperse hydrophilic cerium oxide nanoparticles metsing. Ka ho khetha motsoako o se nang polar le ho hlahisa oleic acid e le ligand nakong ea karabelo, monodisperse lipophilic ceria nanoparticles e ka lokisoa ka li-non-polar organic solvents. (Sheba setšoantšo sa 1)
Setšoantšo sa 1 Monodisperse spherical nano ceria le nano ceria ea sebopeho sa molamu
1.4 Mokhoa oa gel oa Sol
Mokhoa oa sol gel ke mokhoa o sebelisang metsoako e meng kapa e 'maloa e le li-precursors, o tsamaisa lik'hemik'hale tse kang hydrolysis ka mokelikeli oa mokelikeli ho theha sol, ebe o etsa gel ka mor'a botsofali,' me qetellong o omisa le calcines ho lokisetsa li-ultrafine powders. Mokhoa ona o loketse ka ho khetheha bakeng sa ho lokisetsa likarolo tse ngata tsa nano ceria composite nanomaterials tse qhalakaneng, tse kang cerium iron, cerium titanium, cerium zirconium le li-nano oxide tse ling tse ngata, tse tlalehiloeng litlalehong tse ngata.
1.5 Mekhoa e meng
Ntle le mekhoa e boletsoeng ka holimo, ho boetse ho na le mokhoa oa "micro lotion", mokhoa oa microwave synthesis, electrodeposition method, plasma flame combustion, ion-exchange membrane electrolysis method le mekhoa e meng e mengata. Mekhoa ena e na le bohlokoa bo boholo bakeng sa lipatlisiso le ts'ebeliso ea nano ceria.
Tšebeliso ea 2-nanometer cerium oxide ho phekola metsi
Cerium ke ntho e ngata ka ho fetisisa har'a lintho tse sa tloaelehang tsa lefatše, tse nang le litheko tse tlase le ts'ebeliso e pharaletseng. Nanometer ceria le likarolo tsa eona li hohetse tlhokomelo e ngata tšimong ea ho hloekisa metsi ka lebaka la sebaka sa tsona se phahameng se khethehileng, ts'ebetso e phahameng ea matla le botsitso bo botle ba sebopeho.
2.1 Tšebeliso eaNano Cerium oxideka Phekolo ea Metsi ka Mokhoa oa Adsorption
Lilemong tsa morao tjena, ka nts'etsopele ea liindasteri tse kang indasteri ea lisebelisoa tsa elektronike, metsi a mangata a litšila a nang le litšila tse kang li-ion tsa tšepe e boima le li-fluorine ions a ntšitsoe. Le ha e le maemong a morao-rao, e ka baka kotsi e kholo ho lintho tse phelang metsing le tikolohong ea batho. Mekhoa e sebelisoang ka tloaelo e kenyelletsa oxidation, flotation, reverse osmosis, adsorption, nanofiltration, biosorption, joalo-joalo Har'a bona, theknoloji ea adsorption e atisa ho amoheloa ka lebaka la ts'ebetso ea eona e bonolo, theko e tlaase, le katleho e phahameng ea phekolo. Lisebelisoa tsa Nano CeO2 li na le sebaka se phahameng se phahameng le ts'ebetso e phahameng ea holim'a metsi joalo ka li-adsorbents, 'me ho bile le litlaleho tse ngata mabapi le ho qaptjoa ha porous nano CeO2 le lisebelisoa tsa eona tse kopaneng tse nang le morphologies tse fapaneng ho khahlisa le ho tlosa li-ion tse kotsi metsing.
Lipatlisiso li bonts'itse hore nano ceria e na le matla a matla a adsorption bakeng sa F - metsing tlas'a maemo a fokolang a acid. Tharollong e nang le motsoako oa pele oa F - ea 100mg / L le pH = 5-6, matla a adsorption bakeng sa F - ke 23mg / g, 'me sekhahla sa ho tlosa F - ke 85.6%. Ka mor'a ho e kenya holim'a bolo ea resin ea polyacrylic acid (ho jara palo: 0.25g / g), bokhoni ba ho tlosa F - bo ka fihla ho feta 99% ha ho phekoloa tekanyo e lekanang ea 100mg / L ea F - tharollo ea metsi; Ha ho sebetsoa ka makhetlo a 120 bophahamo ba modumo, ho feta 90% ea F - e ka tlosoa. Ha e sebelisoa ho adsorb phosphate le iodate, matla a adsorption a ka fihla ho feta 100mg/g tlasa boemo bo nepahetseng ba adsorption. Lintho tse sebelisitsoeng li ka sebelisoa hape ka mor'a phekolo e bonolo ea desorption le neutralization, e nang le melemo e phahameng ea moruo.
Ho na le lithuto tse ngata mabapi le adsorption le kalafo ea litšepe tse boima tse chefo joalo ka arsenic, chromium, cadmium, le lead tse sebelisang nano ceria le lisebelisoa tsa eona tse kopaneng. The optimal adsorption pH e fapana bakeng sa li-ion tsa tšepe tse boima tse nang le libaka tse fapaneng tsa valence. Ka mohlala, boemo bo fokolang ba alkaline bo nang le leeme la ho se nke lehlakore bo na le boemo bo botle ka ho fetisisa ba adsorption bakeng sa As (III), ha boemo bo botle ba adsorption bakeng sa As (V) bo finyelloa tlas'a maemo a fokolang a acidic, moo matla a adsorption a ka fihlang ho feta 110mg / g tlas'a bobeli. maemo. Ka kakaretso, motsoako o ntlafalitsoeng oa nano ceria le lisebelisoa tsa eona tse kopaneng li ka fihlela litheko tse phahameng tsa papatso le ho tlosoa bakeng sa li-ion tse fapaneng tsa tšepe tse boima ho feta pH e pharalletseng.
Ka lehlakoreng le leng, li-nanomaterials tsa cerium oxide li boetse li na le ts'ebetso e ikhethang ho adsorbing organics metsing a litšila, joalo ka acid ea lamunu, rhodamine B, Congo red, joalo-joalo. Ka mohlala, maemong a teng a tlalehiloeng, nano ceria porous spheres e lokiselitsoeng ke mekhoa ea electrochemical e phahame haholo. matla a adsorption ho tloseng lidae tsa tlhaho, haholo-holo ha ho tlosoa bofubelu ba Congo, ka matla a adsorption. 942.7mg/g ka metsotso e 60.
2.2 Ts'ebeliso ea nano ceria ts'ebetsong e tsoetseng pele ea oxidation
Ts'ebetso e tsoetseng pele ea oxidation (AOPs ka nako e khuts'oane) e reriloe ho ntlafatsa sistimi e teng ea kalafo ea anhydrous. Ts'ebetso e tsoetseng pele ea oxidation, e tsejoang hape e le thekenoloji e tebileng ea oxidation, e khetholloa ka tlhahiso ea hydroxyl radical (· OH), superoxide radical (· O2 -), oksijene ea singlet, joalo-joalo e nang le matla a matla a oxidation. Tlas'a maemo a karabelo ea mocheso o phahameng le khatello, motlakase, molumo, khanya ea leseli, catalyst, joalo-joalo Ho ea ka mekhoa e fapaneng ea ho hlahisa li-radicals tsa mahala le maemo a karabelo, li ka aroloa ka oxidation ea photochemical, catalytic wet oxidation, sonochemistry oxidation, ozone. oxidation, electrochemical oxidation, Fenton oxidation, joalo-joalo (bona Setšoantšo sa 2).
Setšoantšo sa 2 Classification le Theknoloji Motsoako oa Ts'ebetso e tsoetseng pele ea oxidation
Nano ceriake heterogeneous catalyst e sebelisoang hangata ho Advanced oxidation process. Ka lebaka la phetoho e potlakileng lipakeng tsa Ce3+ le Ce4+ le phello e potlakileng ea phokotso ea oksijene e tlisoang ke ho monya le ho lokolloa ha oksijene, nano ceria e na le bokhoni bo botle ba ho thusa. Ha e sebelisoa e le motšehetsi oa li-catalyst, e ka boela ea ntlafatsa ka katleho bokhoni le botsitso ba catalytic. Ha nano ceria le lisebelisoa tsa eona tse kopantsoeng li sebelisoa e le li-catalysts, thepa ea catalytic e fapana haholo le morphology, boholo ba likaroloana, le lifofane tsa kristale tse pepeneneng, e leng lintlha tsa bohlokoa tse amang ts'ebetso le ts'ebeliso ea tsona. Ka kakaretso ho lumeloa hore likaroloana tse nyenyane le tse kholoanyane holim'a sebaka se itseng, sebaka se sebetsang se tsamaisanang le sona, 'me matla a matla a catalytic a matlafala. Bokhoni ba matla a kristale bo pepeneneng, ho tloha ho matla ho isa ho bofokoli, bo ka tatellano ea (100) holim'a kristale> (110) holim'a kristale> (111) holim'a kristale, 'me botsitso bo lumellanang bo fapane.
Cerium oxide ke thepa ea semiconductor. Ha nanometer cerium oxide e khabisoa ke li-photon tse nang le matla a phahameng ho feta lekhalo la lihlopha, li-electrone tsa sehlopha sa valence lia thaba, 'me boitšoaro ba phetoho ea phetoho bo etsahala. Boitšoaro bona bo tla khothaletsa sekhahla sa phetoho ea Ce3 + le Ce4 +, se hlahisang ts'ebetso e matla ea photocatalytic ea nano ceria. Photocatalysis e ka fihlela tšenyo e tobileng ea lintho tse phelang ntle le tšilafalo ea bobeli, kahoo ts'ebeliso ea eona ke theknoloji e ithutoang ka ho fetisisa lefapheng la nano ceria ho AOPs. Hajoale, taba ea mantlha e mabapi le pheko e mpe ea dae ea azo, phenol, chlorobenzene le metsi a litšila a meriana a sebelisa li-catalyst tse nang le li-morphology tse fapaneng le lipina tse kopaneng. Ho ea ka tlaleho, tlas'a mokhoa o ntlafalitsoeng oa catalyst synthesis le maemo a catalytic model, matla a ho senyeha ha lintho tsena ka kakaretso a ka fihla ho feta 80%, 'me matla a ho tlosoa ha Total organic carbon (TOC) a ka fihla ho feta 40%.
Nano cerium oxide catalysis bakeng sa ho senyeha ha lintho tse silafatsang tse kang ozone le hydrogen peroxide ke theknoloji e 'ngoe e ithutoang haholo. Joalo ka photocatalysis, e boetse e tsepamisitse maikutlo ho bokhoni ba nano ceria e nang le morphologies e fapaneng kapa lifofane tsa kristale le li-cerium tse thehiloeng ho composite composite catalytic oxidants ho oxidize le ho theola litšila tsa lintho tse phelang. Lits'ebetsong tse joalo, li-catalysts li ka tsosa tlhahiso ea palo e kholo ea li-radicals tse sebetsang tse tsoang ozone kapa hydrogen peroxide, tse hlaselang litšila tsa lintho tse phelang le ho fihlela bokhoni bo matla ba ho senya oxidative. Ka lebaka la ho kenngoa ha li-oxidants karabelong, bokhoni ba ho tlosa metsoako ea tlhaho bo matlafatsoa haholo. Lits'ebetsong tse ngata, sekhahla sa ho qetela sa ho tlosoa ha ntho e lebisitsoeng e ka fihla kapa ea atamela 100%, 'me sekhahla sa ho tlosa TOC le sona se phahame.
Ka mokhoa o tsoetseng pele oa electrocatalytic oxidation, thepa ea anode e nang le oksijene e phahameng ea ho iphetola ha lintho e etsa qeto ea khetho ea mokhoa oa electrocatalytic advanced oxidation bakeng sa ho phekola litšila tse phelang. Thepa ea cathode ke ntlha ea bohlokoa e khethollang tlhahiso ea H2O2, 'me tlhahiso ea H2O2 e etsa qeto ea katleho ea mokhoa o tsoetseng pele oa electrocatalytic oxidation bakeng sa ho phekola litšila tse phelang. Boithuto ba phetoho ea lisebelisoa tsa elektrode ka nano ceria bo fumane tlhokomelo e atileng ka hare ho naha le machabeng. Bafuputsi haholo-holo ba hlahisa nano cerium oxide le lisebelisoa tsa eona tse kopantsoeng ka mekhoa e fapaneng ea lik'hemik'hale ho fetola lisebelisoa tse fapaneng tsa li-electrode, ho ntlafatsa ts'ebetso ea bona ea electrochemical, kahoo ba eketsa ts'ebetso ea electrocatalytic le sekhahla sa ho qetela sa ho tlosoa.
Microwave le ultrasound hangata ke mehato ea bohlokoa e thusang bakeng sa mefuta e kaholimo ea catalytic. Ho nka mohlala oa thuso ea ultrasonic, ho sebelisoa maqhubu a molumo oa vibrate a nang le maqhubu a phahameng ho feta 25kHz ka motsotsoana, limilione tsa li-bubble tse nyenyane haholo li hlahisoa ka tharollo e entsoeng ka mokhoa o khethehileng oa ho hloekisa. Li-bubble tsena tse nyane, nakong ea khatello e potlakileng le katoloso, li lula li hlahisa bubble implosion, e lumellang lisebelisoa hore li fapanyetsane ka potlako le ho hasana holim'a sebaka sa "catalyst", hangata li ntlafatsa ts'ebetso e matla ea matla.
3 Qetello
Nano ceria le lisebelisoa tsa eona tse kopaneng li ka phekola li-ion le litšila tse silafatsang ka metsing, 'me li na le bokhoni ba ts'ebeliso ea bohlokoa masimong a nakong e tlang a kalafo ea metsi. Leha ho le joalo, lipatlisiso tse ngata li ntse li le sethaleng sa laboratori, 'me e le ho finyella ts'ebeliso e potlakileng ea phekolo ea metsi nakong e tlang, lintlha tse latelang li ntse li hloka ho rarolloa ka potlako:
(1) Theko e batlang e phahame ea ho lokisetsa nanoCeO2lisebelisoa tse thehiloeng e ntse e le ntlha ea bohlokoa ho boholo ba likopo tsa bona ho hloekisa metsi, tse ntseng li le sethaleng sa lipatlisiso tsa laboratori. Ho hlahloba mekhoa e theko e tlaase, e bonolo le e sebetsang ea ho lokisetsa e ka laolang morphology le boholo ba lisebelisoa tse thehiloeng ho nano CeO2 e ntse e le sepheo sa lipatlisiso.
(2) Ka lebaka la boholo bo nyane ba lisebelisoa tse thehiloeng ho nano CeO2, litaba tsa ho nchafatsa le ho nchafatsa kamora ts'ebeliso le tsona ke lintlha tsa bohlokoa tse fokotsang ts'ebeliso ea tsona. Motsoako oa eona o nang le lisebelisoa tsa resin kapa lisebelisoa tsa makenete e tla ba tataiso ea bohlokoa ea lipatlisiso bakeng sa theknoloji ea eona ea ho lokisa le ho e sebelisa hape.
(3) Nts'etsopele ea ts'ebetso e kopaneng lipakeng tsa nano CeO2 e thehiloeng thekenoloji ea kalafo ea metsi le thekenoloji ea setso ea likhoerekhoere e tla khothaletsa haholo ts'ebeliso ea theknoloji ea nano CeO2 e thehiloeng molemong oa ho hloekisa metsi.
(4) Ho ntse ho e-na le lipatlisiso tse fokolang mabapi le chefo ea lisebelisoa tse thehiloeng ho nano CeO2, 'me boitšoaro ba bona ba tikoloho le mokhoa oa chefo lits'ebetsong tsa ho hloekisa metsi ha li e-s'o tsejoe. Ts'ebetso ea 'nete ea likhoerekhoere hangata e kenyelletsa ho phela hammoho ha lintho tse ngata tse silafatsang,' me lintho tse silafatsang tse ntseng li le teng li tla sebelisana, ka hona li fetole litšobotsi tsa bokaholimo le chefo e ka bang teng ea nanomaterials. Ka hona, ho na le tlhoko e potlakileng ea ho etsa lipatlisiso tse eketsehileng mabapi le likarolo tse amanang.
Nako ea poso: May-22-2023