Pag-aaral sa synthesis at pagbabagoMga nanomaterial ng cerium oxide
Ang synthesis ngceria nanomaterialskasama ang precipitation, coprecipitation, hydrothermal, mechanical synthesis, combustion synthesis, sol gel, micro lotion at pyrolysis, kung saan ang pangunahing pamamaraan ng synthesis ay precipitation at hydrothermal. Ang hydrothermal na pamamaraan ay itinuturing na pinakasimpleng, pinaka-ekonomiko, at walang additive na paraan. Ang pangunahing hamon ng hydrothermal method ay ang kontrolin ang nanoscale morphology, na nangangailangan ng maingat na pagsasaayos upang makontrol ang mga katangian nito.
Ang pagbabago ngceriamaaaring mapahusay sa pamamagitan ng ilang paraan: (1) doping ng iba pang mga metal ions na may mas mababang presyo o mas maliit na sukat sa ceria lattice. Ang pamamaraang ito ay hindi lamang maaaring mapabuti ang pagganap ng mga metal oxide na kasangkot, ngunit din bumuo ng mga bagong matatag na materyales na may bagong pisikal at kemikal na mga katangian. (2) Ikalat ang ceria o ang mga doped analogue nito sa mga angkop na materyales sa carrier, gaya ng activated carbon, graphene, atbp.Cerium oxideay maaari ding magsilbi bilang isang carrier para sa dispersing metal tulad ng ginto, platinum, at palladium. Ang pagbabago ng mga materyales na batay sa cerium dioxide ay pangunahing gumagamit ng mga transition metal, bihirang alkali/alkali earth metal, rare earth metal, at mahalagang metal, na may mas mahusay na aktibidad at thermal stability.
Paglalapat ngCerium Oxideat Composite Catalysts
1, Ang aplikasyon ng iba't ibang mga morpolohiya ng ceria
Laura et al. iniulat ang pagpapasiya ng tatlong uri ng ceria morphology phase diagram, na nag-uugnay sa mga epekto ng alkali concentration at hydrothermal treatment temperature sa hulingCeO2morpolohiya ng nanostructure. Ipinapahiwatig ng mga resulta na ang aktibidad ng catalytic ay direktang nauugnay sa ratio ng Ce3+/Ce4+ at konsentrasyon ng bakanteng oxygen sa ibabaw. Wei et al. synthesized tatlong Pt/CeO2mga katalista na may iba't ibang morpolohiya ng carrier (tulad ng baras (CeO2-R), kubiko (CeO2-C), at octahedral (CeO2-O), na partikular na angkop para sa mababang temperatura na catalytic oxidation ng C2H4. Bian et al. naghanda ng isang serye ngMga nanomaterial ng CeO2na may hugis baras, kubiko, butil-butil, at octahedral na morpolohiya, at nalaman na ang mga catalyst ay na-load saCeO2 nanoparticle(5Ni/NPs) ay nagpakita ng mas mataas na aktibidad ng catalytic at mas mahusay na katatagan kaysa sa mga catalyst na may iba pang anyo ngCeO2suporta.
2. Catalytic degradation ng mga pollutant sa tubig
Cerium oxideay kinilala bilang isang mabisang ozone oxidation catalyst para sa pagtanggal ng mga piling organic compound. Xiao et al. natagpuan na ang Pt nanoparticle ay malapit na nakikipag-ugnayan saCeO2sa ibabaw ng katalista at sumasailalim sa malakas na pakikipag-ugnayan, sa gayon ay nagpapabuti sa aktibidad ng pagkabulok ng osono at gumagawa ng mas reaktibong species ng oxygen, na nag-aambag sa oksihenasyon ng toluene. Si Zhang Lanhe at iba pa ay naghanda ng dopedCeO2/Al2O3 catalysts. Ang mga doped metal oxide ay nagbibigay ng puwang ng reaksyon para sa reaksyon sa pagitan ng mga organikong compound at O3, na nagreresulta sa mas mataas na catalytic na pagganap ngCeO2/Al2O3 at isang pagtaas sa mga aktibong site sa ibabaw ng catalyst
Samakatuwid, maraming mga pag-aaral ang nagpakita nacerium oxidecomposite catalysts ay hindi lamang maaaring mapahusay ang marawal na kalagayan ng recalcitrant organic micro pollutants sa larangan ng catalytic ozone paggamot ng wastewater, ngunit mayroon ding nagbabawal epekto sa bromate na ginawa sa panahon ng ozone catalytic proseso. Mayroon silang malawak na mga prospect ng aplikasyon sa paggamot ng tubig sa ozone.
3, Catalytic degradation ng pabagu-bago ng isip organic compounds
CeO2, bilang isang tipikal na bihirang earth oxide, ay pinag-aralan sa multiphase catalysis dahil sa mataas nitong kapasidad sa pag-iimbak ng oxygen.
Wang et al. nag-synthesize ng Ce Mn composite oxide na may hugis baras na morphology (Ce/Mn molar ratio na 3:7) gamit ang hydrothermal method. Mn ions ay doped saCeO2balangkas upang palitan ang Ce, sa gayon ay tumataas ang konsentrasyon ng mga bakanteng oxygen. Habang ang Ce4+ ay pinalitan ng mga Mn ions, mas maraming oxygen ang nabubuo, na siyang dahilan ng mas mataas na aktibidad nito. Du et al. synthesized Mn Ce oxide catalysts gamit ang isang bagong paraan na pinagsasama ang redox precipitation at hydrothermal method. Natagpuan nila na ang ratio ng mangganeso atceriumgumanap ng isang mahalagang papel sa pagbuo ng catalyst at makabuluhang naapektuhan ang pagganap nito at aktibidad ng catalytic.Ceriumsa mangganesocerium oxidegumaganap ng isang mahalagang papel sa adsorption ng toluene, at ang manganese ay ipinakita na gumaganap ng isang mahalagang papel sa oksihenasyon ng toluene. Ang koordinasyon sa pagitan ng mangganeso at cerium ay nagpapabuti sa proseso ng catalytic reaction.
4.Photocatalyst
Sun et al. matagumpay na naihanda ang Ce Pr Fe-0 @ C gamit ang co precipitation method. Ang tiyak na mekanismo ay ang doping na halaga ng Pr, Fe, at C ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa aktibidad ng photocatalytic. Pagpapasok ng naaangkop na halaga ng Pr, Fe, at C saCeO2maaaring lubos na mapabuti ang photocatalytic na kahusayan ng nakuhang sample, dahil mayroon itong mas mahusay na adsorption ng mga pollutant, mas epektibong pagsipsip ng nakikitang liwanag, mas mataas na rate ng pagbuo ng mga carbon band, at mas maraming bakante sa oxygen. Ang pinahusay na aktibidad ng photocatalytic ngCeO2-GO nanocomposites na inihanda ni Ganesan et al. ay iniuugnay sa pinahusay na surface area, absorption intensity, makitid na bandgap, at surface photoresponse effect. Liu et al. natagpuan na ang Ce/CoWO4 composite catalyst ay isang napakahusay na photocatalyst na may potensyal na halaga ng aplikasyon. Petrovic et al. pinaghandaanCeO2catalysts gamit ang pare-pareho ang kasalukuyang paraan ng electrodeposition at binago ang mga ito sa non thermal atmospheric pressure pulsating corona plasma. Ang parehong plasma na binago at hindi binagong mga materyales ay nagpapakita ng mahusay na catalytic na kakayahan sa parehong mga proseso ng pagkasira ng plasma at photocatalytic.
Konklusyon
Sinusuri ng artikulong ito ang impluwensya ng mga pamamaraan ng synthesis ngcerium oxidesa particle morphology, ang papel ng morphology sa surface properties at catalytic activity, pati na rin ang synergistic na epekto at aplikasyon sa pagitancerium oxideat mga dopant at carrier. Kahit na ang mga catalyst na nakabatay sa cerium oxide ay malawakang pinag-aralan at inilapat sa larangan ng catalysis, at nakagawa ng makabuluhang pag-unlad sa paglutas ng mga problema sa kapaligiran tulad ng paggamot sa tubig, marami pa ring praktikal na problema, tulad ng hindi malinaw.cerium oxidemorphology at mekanismo ng paglo-load ng cerium supported catalysts. Ang karagdagang pananaliksik ay kinakailangan sa paraan ng synthesis ng mga catalyst, pagpapahusay ng synergistic na epekto sa pagitan ng mga bahagi, at pag-aaral ng catalytic na mekanismo ng iba't ibang mga load.
May-akda ng journal
Shandong Ceramics 2023 Isyu 2: 64-73
Mga May-akda: Zhou Bin, Wang Peng, Meng Fanpeng, atbp
Oras ng post: Nob-29-2023