Studera om syntesen och modifieringenCeriumoxid nanomaterial
Syntesen avceria nanomaterialomfattar utfällning, samutfällning, hydrotermisk, mekanisk syntes, förbränningssyntes, solgel, mikrolotion och pyrolys, bland vilka de huvudsakliga syntesmetoderna är utfällning och hydrotermisk. Hydrotermisk metod anses vara den enklaste, mest ekonomiska och tillsatsfria metoden. Den största utmaningen med hydrotermisk metod är att kontrollera morfologin i nanoskala, vilket kräver noggrann justering för att kontrollera dess egenskaper.
Modifieringen avceriakan förbättras genom flera metoder: (1) dopning av andra metalljoner med lägre priser eller mindre storlekar i ceria-gittret. Denna metod kan inte bara förbättra prestandan hos de inblandade metalloxiderna, utan också bilda nya stabila material med nya fysikaliska och kemiska egenskaper. (2) Dispergera ceriumoxid eller dess dopade analoger på lämpliga bärarmaterial, såsom aktivt kol, grafen, etc.Ceriumoxidkan också tjäna som en bärare för att sprida metaller såsom guld, platina och palladium. Modifieringen av ceriumdioxidbaserade material använder huvudsakligen övergångsmetaller, sällsynta alkali/alkalijordmetaller, sällsynta jordartsmetaller och ädelmetaller, som har bättre aktivitet och termisk stabilitet.
Tillämpning avCeriumoxidoch kompositkatalysatorer
1, Tillämpningen av olika morfologier av ceria
Laura et al. rapporterade bestämningen av tre typer av ceriummorfologiska fasdiagram, som relaterar effekterna av alkalikoncentration och hydrotermisk behandlingstemperatur till den slutligaCeO2nanostrukturmorfologi. Resultaten indikerar att den katalytiska aktiviteten är direkt relaterad till Ce3+/Ce4+-förhållandet och ytvakanskoncentrationen av syre. Wei et al. syntetiserade tre Pt/CeO2katalysatorer med olika bärarmorfologier (stav som (CeO2-R), kubisk (CeO2-C), och oktaedrisk (CeO2-O), som är särskilt lämpliga för katalytisk lågtemperaturoxidation av C2H4. Bian et al. förberett en serieCeO2 nanomaterialmed stavformad, kubisk, granulär och oktaedrisk morfologi, och fann att katalysatorer laddade påCeO2 nanopartiklar(5Ni/NPs) uppvisade mycket högre katalytisk aktivitet och bättre stabilitet än katalysatorer med andra former avCeO2stöd.
2. Katalytisk nedbrytning av föroreningar i vatten
Ceriumoxidhar erkänts som en effektiv ozonoxidationskatalysator för avlägsnande av utvalda organiska föreningar. Xiao et al. fann att Pt-nanopartiklar är i nära kontakt medCeO2på katalysatorytan och genomgår starka interaktioner, vilket förbättrar ozonnedbrytningsaktiviteten och producerar mer reaktiva syreämnen, som bidrar till oxidationen av toluen. Zhang Lanhe och andra förberedde dopadeCeO2/Al2O3-katalysatorer. Dopade metalloxider ger ett reaktionsutrymme för reaktionen mellan organiska föreningar och O3, vilket resulterar i högre katalytisk prestanda avCeO2/Al2O3 och en ökning av aktiva ställen på katalysatorytan
Därför har många studier visat detceriumoxidKompositkatalysatorer kan inte bara förbättra nedbrytningen av motsträviga organiska mikroföroreningar inom området för katalytisk ozonbehandling av avloppsvatten, utan har också hämmande effekter på bromat som produceras under den ozonkatalytiska processen. De har breda tillämpningsmöjligheter inom ozonvattenbehandling.
3, Katalytisk nedbrytning av flyktiga organiska föreningar
CeO2, som en typisk sällsynt jordartsmetalloxid, har studerats i flerfaskatalys på grund av dess höga syrelagringskapacitet.
Wang et al. syntetiserade en Ce Mn-kompositoxid med en stavformad morfologi (Ce/Mn-molförhållande på 3:7) med användning av en hydrotermisk metod. Mn-joner dopades in iCeO2ramverk för att ersätta Ce och därigenom öka koncentrationen av syrevakanser. När Ce4+ ersätts av Mn-joner bildas fler syrevakanser, vilket är anledningen till dess högre aktivitet. Du et al. syntetiserade MnCe-oxidkatalysatorer med en ny metod som kombinerar redoxfällning och hydrotermiska metoder. De fann att förhållandet mellan mangan ochceriumspelade en avgörande roll i bildandet av katalysatorn och påverkade avsevärt dess prestanda och katalytiska aktivitet.Ceriumi manganceriumoxidspelar en avgörande roll i adsorptionen av toluen, och mangan har visat sig spela en avgörande roll i oxidationen av toluen. Koordinationen mellan mangan och cerium förbättrar den katalytiska reaktionsprocessen.
4.Fotokatalysator
Sun et al. framgångsrikt preparerat Ce Pr Fe-0 @ C med hjälp av co-precipitationsmetod. Den specifika mekanismen är att dopningsmängden Pr, Fe och C spelar en viktig roll i fotokatalytisk aktivitet. Att införa en lämplig mängd Pr, Fe och C iCeO2kan avsevärt förbättra den fotokatalytiska effektiviteten hos det erhållna provet, eftersom det har bättre adsorption av föroreningar, effektivare absorption av synligt ljus, högre bildningshastighet av kolband och fler syrevakanser. Den förbättrade fotokatalytiska aktiviteten avCeO2-GO nanokompositer framställda av Ganesan et al. tillskrivs förbättrad ytarea, absorptionsintensitet, smalt bandgap och ytfotoresponseffekter. Liu et al. fann att Ce/CoWO4-kompositkatalysator är en mycket effektiv fotokatalysator med potentiellt applikationsvärde. Petrovic et al. bereddCeO2katalysatorer som använder konstantströmselektrodepositionsmetod och modifierade dem med icke-termiskt atmosfäriskt tryck pulserande koronaplasma. Både plasmamodifierade och omodifierade material uppvisar god katalytisk förmåga i både plasma- och fotokatalytiska nedbrytningsprocesser.
Slutsats
Denna artikel granskar inverkan av syntesmetoder avceriumoxidom partikelmorfologi, morfologins roll för ytegenskaper och katalytisk aktivitet, samt den synergistiska effekten och tillämpningen mellanceriumoxidoch dopmedel och bärare. Även om ceriumoxidbaserade katalysatorer har studerats och tillämpats i stor omfattning inom katalysområdet och har gjort betydande framsteg när det gäller att lösa miljöproblem som vattenrening, finns det fortfarande många praktiska problem, som oklartceriumoxidmorfologi och laddningsmekanism för ceriumuppburna katalysatorer. Ytterligare forskning behövs om syntesmetoden för katalysatorer, förstärkning av den synergistiska effekten mellan komponenter och studier av den katalytiska mekanismen för olika belastningar.
Journalförfattare
Shandong Ceramics 2023 nummer 2: 64-73
Författare: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, etc
Posttid: 2023-nov-29