نینو سیریم آکسائیڈ کی تیاری اور پانی کے علاج میں اس کا اطلاق

سی ای او 2نایاب زمینی مواد کا ایک اہم جزو ہے۔ دینایاب زمین عنصر سیریمایک منفرد بیرونی الیکٹرانک ڈھانچہ ہے - 4f15d16s2۔ اس کی خصوصی 4f تہہ مؤثر طریقے سے الیکٹرانوں کو ذخیرہ اور جاری کر سکتی ہے، جس سے سیریم آئنز +3 والینس حالت اور +4 والینس حالت میں برتاؤ کرتے ہیں۔ لہذا، CeO2 مواد میں زیادہ آکسیجن سوراخ ہیں، اور آکسیجن کو ذخیرہ کرنے اور جاری کرنے کی بہترین صلاحیت ہے. Ce (III) اور Ce (IV) کی باہمی تبدیلی بھی CeO2 مواد کو منفرد آکسیڈیشن-کمی کیٹلیٹک صلاحیتوں کے ساتھ عطا کرتی ہے۔ بلک مواد کے مقابلے میں، نینو CeO2، ایک نئی قسم کے غیر نامیاتی مواد کے طور پر، اپنے اعلیٰ مخصوص سطح کے رقبے، بہترین آکسیجن ذخیرہ کرنے اور چھوڑنے کی صلاحیت، آکسیجن آئن چالکتا، ریڈوکس کارکردگی، اور اعلی درجہ حرارت میں تیز رفتار آکسیجن خالی جگہ کے پھیلاؤ کی وجہ سے بڑے پیمانے پر توجہ حاصل کر چکا ہے۔ صلاحیت اس وقت تحقیقی رپورٹس اور متعلقہ ایپلی کیشنز کی ایک بڑی تعداد موجود ہے جو نینو CeO2 کو بطور اتپریرک، اتپریرک کیریئرز یا اضافی، فعال اجزاء، اور جذب کرنے والے کے طور پر استعمال کرتی ہے۔

1. نینو میٹر کی تیاری کا طریقہسیریم آکسائیڈ

اس وقت نینو سیریا کی تیاری کے عام طریقوں میں بنیادی طور پر کیمیائی طریقہ اور جسمانی طریقہ شامل ہے۔ مختلف کیمیائی طریقوں کے مطابق، کیمیائی طریقوں کو بارش کے طریقہ کار، ہائیڈرو تھرمل طریقہ، سولووتھرمل طریقہ، سول جیل طریقہ، مائیکرو ایمولشن طریقہ اور الیکٹروڈپوزیشن طریقہ میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ جسمانی طریقہ بنیادی طور پر پیسنے کا طریقہ ہے۔

 
1.1 پیسنے کا طریقہ

نینو سیریا کی تیاری کے لیے پیسنے کا طریقہ عام طور پر ریت پیسنے کا استعمال کرتا ہے، جس میں کم قیمت، ماحولیاتی دوستی، تیز رفتار پروسیسنگ کی رفتار، اور مضبوط پروسیسنگ کی صلاحیت کے فوائد ہیں۔ یہ فی الحال نینو سیریا انڈسٹری میں پروسیسنگ کا سب سے اہم طریقہ ہے۔ مثال کے طور پر، نینو سیریم آکسائیڈ پالش کرنے والے پاؤڈر کی تیاری میں عام طور پر کیلکنیشن اور ریت پیسنے کے امتزاج کو اپنایا جاتا ہے، اور سیریئم پر مبنی ڈینیٹریشن کیٹالسٹس کے خام مال کو بھی پہلے سے علاج کے لیے ملایا جاتا ہے یا ریت پیسنے کے ذریعے کیلکیشن کے بعد علاج کیا جاتا ہے۔ مختلف پارٹیکل سائز ریت پیسنے والی مالا کے تناسب کو استعمال کرتے ہوئے، ڈی 50 کے ساتھ نینو سیریا دسیوں سے لے کر سینکڑوں نینو میٹر تک ایڈجسٹمنٹ کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔

 
1.2 بارش کا طریقہ

ورن کے طریقہ کار سے مراد مناسب سالوینٹس میں تحلیل شدہ خام مال کو ورن، علیحدگی، دھونے، خشک کرنے اور کیلکینیشن کے ذریعے ٹھوس پاؤڈر تیار کرنے کا طریقہ ہے۔ بارش کا طریقہ بڑے پیمانے پر نایاب زمین اور ڈوپڈ نینو میٹریلز کی تیاری میں استعمال کیا جاتا ہے، جس کے فوائد جیسے کہ سادہ تیاری کا عمل، اعلی کارکردگی اور کم قیمت۔ یہ صنعت میں نینو سیریا اور اس کے مرکب مواد کی تیاری کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والا طریقہ ہے۔ یہ طریقہ بارش کے درجہ حرارت، مواد کی ارتکاز، پی ایچ کی قدر، بارش کی رفتار، ہلچل کی رفتار، ٹیمپلیٹ وغیرہ کو تبدیل کرکے مختلف شکلوں اور ذرات کے سائز کے ساتھ نینو سیریا تیار کر سکتا ہے۔ اور نینو سیریا مائیکرو اسپیئرز کی تیاری سائٹریٹ آئنوں کے ذریعے کنٹرول کی جاتی ہے۔ متبادل طور پر، سیریم آئنوں کو OH کے ذریعے تیز کیا جا سکتا ہے - جو سوڈیم سائٹریٹ کے ہائیڈولیسس سے پیدا ہوتا ہے، اور پھر نینو سیریا مائکرو اسپیئرز کی طرح فلیک تیار کرنے کے لیے انکیوبیٹ اور کیلکائنڈ کیا جاتا ہے۔

 
1.3 ہائیڈرو تھرمل اور سولووتھرمل طریقے

یہ دونوں طریقے بند نظام میں اہم درجہ حرارت پر اعلی درجہ حرارت اور ہائی پریشر ردعمل کے ذریعے مصنوعات کی تیاری کے طریقہ کار کا حوالہ دیتے ہیں۔ جب ردعمل سالوینٹ پانی ہے، تو اسے ہائیڈرو تھرمل طریقہ کہا جاتا ہے. اسی طرح، جب رد عمل سالوینٹ ایک نامیاتی سالوینٹ ہے، تو اسے سولووتھرمل طریقہ کہا جاتا ہے۔ ترکیب شدہ نینو ذرّات میں اعلیٰ پاکیزگی، اچھی بازی اور یکساں ذرات ہوتے ہیں، خاص طور پر نینو پاؤڈرز جن میں مختلف شکلیں یا بے نقاب خصوصی کرسٹل چہرے ہوتے ہیں۔ آست پانی میں سیریم کلورائیڈ کو حل کریں، ہلائیں اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول شامل کریں۔ سیریم آکسائیڈ نینوروڈس کو بے نقاب (111) اور (110) کرسٹل طیاروں کے ساتھ تیار کرنے کے لیے 170 ℃ پر ہائیڈرو تھرمل پر 12 گھنٹے تک رد عمل کریں۔ رد عمل کے حالات کو ایڈجسٹ کرکے، بے نقاب کرسٹل طیاروں میں (110) کرسٹل طیاروں کے تناسب کو بڑھایا جا سکتا ہے، جس سے ان کی اتپریرک سرگرمی کو مزید بڑھایا جا سکتا ہے۔ رد عمل سالوینٹس اور سطحی ligands کو ایڈجسٹ کرنے سے خصوصی ہائیڈرو فیلیسیٹی یا لیپو فیلیسٹی کے ساتھ نینو سیریا کے ذرات بھی پیدا ہو سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پانی کے مرحلے میں ایسیٹیٹ آئنوں کو شامل کرنے سے پانی میں مونوڈسپرس ہائیڈرو فیلک سیریم آکسائیڈ نینو پارٹیکلز تیار ہو سکتے ہیں۔ ایک غیر قطبی سالوینٹس کا انتخاب کرکے اور رد عمل کے دوران اولیک ایسڈ کو بطور لیگنڈ متعارف کروا کر، مونوڈسپرس لیپوفیلک سیریا نینو پارٹیکلز کو غیر قطبی نامیاتی سالوینٹس میں تیار کیا جا سکتا ہے۔ (تصویر 1 دیکھیں)

شکل 1 مونوڈسپرس کروی نینو سیریا اور چھڑی کے سائز کا نینو سیریا

1.4 سول جیل کا طریقہ

سول جیل کا طریقہ ایک ایسا طریقہ ہے جو کچھ یا متعدد مرکبات کو پیشگی کے طور پر استعمال کرتا ہے، مائع کے مرحلے میں ہائیڈولائسز جیسے کیمیائی رد عمل کرتا ہے تاکہ سول کی شکل اختیار کر سکے، اور پھر عمر بڑھنے کے بعد جیل بناتا ہے، اور آخر میں انتہائی باریک پاؤڈر تیار کرنے کے لیے خشک اور کیلسائن بناتا ہے۔ یہ طریقہ خاص طور پر انتہائی منتشر کثیر اجزاء والے نینو سیریا کمپوزٹ نینو میٹریلز، جیسے سیریم آئرن، سیریم ٹائٹینیم، سیریم زرکونیم اور دیگر جامع نینو آکسائیڈز کی تیاری کے لیے موزوں ہے، جن کی کئی رپورٹس میں اطلاع دی گئی ہے۔

 
1.5 دیگر طریقے

مندرجہ بالا طریقوں کے علاوہ، مائیکرو لوشن کا طریقہ، مائکروویو ترکیب کا طریقہ، الیکٹروڈپوزیشن طریقہ، پلازما شعلہ دہن کا طریقہ، آئن ایکسچینج میمبرین الیکٹرولیسس طریقہ اور بہت سے دوسرے طریقے ہیں۔ یہ طریقے نینو سیریا کی تحقیق اور اطلاق کے لیے بہت اہمیت رکھتے ہیں۔

 
پانی کے علاج میں 2 نینو میٹر سیریم آکسائیڈ کا استعمال

کم قیمتوں اور وسیع ایپلی کیشنز کے ساتھ نایاب زمینی عناصر میں سیریم سب سے زیادہ پرچر عنصر ہے۔ نینو میٹر سیریا اور اس کے مرکبات نے اپنے اعلیٰ مخصوص سطحی رقبہ، اعلیٰ اتپریرک سرگرمی اور بہترین ساختی استحکام کی وجہ سے پانی کے علاج کے شعبے میں بہت زیادہ توجہ مبذول کی ہے۔

 
2.1 کی درخواستنینو سیریم آکسائیڈجذب کے طریقے سے پانی کے علاج میں

حالیہ برسوں میں، الیکٹرانکس انڈسٹری جیسی صنعتوں کی ترقی کے ساتھ، بھاری دھاتی آئنوں اور فلورین آئنوں جیسے آلودگیوں پر مشتمل گندے پانی کی ایک بڑی مقدار خارج ہو گئی ہے۔ یہاں تک کہ ٹریس ارتکاز میں، یہ آبی حیاتیات اور انسانی زندگی کے ماحول کو نمایاں نقصان پہنچا سکتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے طریقوں میں آکسیڈیشن، فلوٹیشن، ریورس اوسموسس، ادسورپشن، نینو فلٹریشن، بایوسورپشن وغیرہ شامل ہیں۔ ان میں سے، جذب کرنے والی ٹیکنالوجی کو اکثر اس کے سادہ آپریشن، کم لاگت اور علاج کی اعلی کارکردگی کی وجہ سے اپنایا جاتا ہے۔ Nano CeO2 مواد میں اعلی مخصوص سطح کا رقبہ اور جذب کرنے والے کے طور پر اعلی سطح کی سرگرمی ہوتی ہے، اور پانی سے نقصان دہ آئنوں کو جذب کرنے اور ہٹانے کے لیے غیر محفوظ نینو CeO2 اور اس کے مختلف شکلوں کے ساتھ مرکب مواد کی ترکیب کے بارے میں بہت سی رپورٹس سامنے آئی ہیں۔

تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ نینو سیریا کمزور تیزابیت والے حالات میں پانی میں ایف کے لیے مضبوط جذب کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ F - کے 100mg/L اور pH=5-6 کے ابتدائی ارتکاز والے محلول میں، F - کے لیے جذب کرنے کی صلاحیت 23mg/g ہے، اور F - کو ہٹانے کی شرح 85.6% ہے۔ اسے پولی ایکریلک ایسڈ رال بال پر لوڈ کرنے کے بعد (لوڈنگ کی مقدار: 0.25g/g)، F - کو ہٹانے کی صلاحیت 99% سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے جب 100mg/L F - آبی محلول کے مساوی حجم کا علاج کیا جائے؛ حجم سے 120 گنا زیادہ پروسیسنگ کرتے وقت، F - کا 90% سے زیادہ ہٹایا جا سکتا ہے۔ جب فاسفیٹ اور آئوڈیٹ کو جذب کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جذب کرنے کی صلاحیت اسی بہترین جذب حالت کے تحت 100mg/g سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ استعمال شدہ مواد کو سادہ ڈیسورپشن اور نیوٹرلائزیشن ٹریٹمنٹ کے بعد دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے، جس کے اعلی معاشی فوائد ہیں۔

نینو سیریا اور اس کے مرکب مواد کا استعمال کرتے ہوئے زہریلی بھاری دھاتوں جیسے آرسینک، کرومیم، کیڈمیم، اور سیسہ کے جذب اور علاج کے بارے میں بہت سے مطالعات موجود ہیں۔ ہیوی میٹل آئنوں کے لیے بہترین جذب پی ایچ مختلف والینس حالتوں کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، غیر جانبدار تعصب کے ساتھ کمزور الکلائن حالت As (III) کے لیے بہترین جذب حالت رکھتی ہے، جب کہ As (V) کے لیے بہترین جذب حالت کمزور تیزابی حالات میں حاصل کی جاتی ہے، جہاں جذب کرنے کی صلاحیت دونوں کے تحت 110mg/g سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ حالات مجموعی طور پر، نینو سیریا اور اس کے مرکب مواد کی بہترین ترکیب وسیع پی ایچ رینج میں مختلف ہیوی میٹل آئنوں کے لیے اعلی جذب اور ہٹانے کی شرح حاصل کر سکتی ہے۔

دوسری طرف، سیریم آکسائیڈ پر مبنی نینو میٹریلز بھی گندے پانی میں نامیاتی مواد کو جذب کرنے میں شاندار کارکردگی رکھتے ہیں، جیسے کہ تیزاب اورنج، روڈامین بی، کانگو ریڈ، وغیرہ۔ نامیاتی رنگوں کو ہٹانے میں جذب کرنے کی صلاحیت، خاص طور پر کانگو ریڈ کو ہٹانے میں، 60 منٹ میں 942.7mg/g جذب کرنے کی صلاحیت۔

 
2.2 ایڈوانسڈ آکسیڈیشن کے عمل میں نینو سیریا کا اطلاق

ایڈوانسڈ آکسیڈیشن پروسیس (مختصر کے لیے اے او پیز) موجودہ اینہائیڈروس ٹریٹمنٹ سسٹم کو بہتر بنانے کی تجویز ہے۔ اعلی درجے کا آکسیکرن عمل، جسے گہری آکسیڈیشن ٹیکنالوجی بھی کہا جاتا ہے، ہائیڈروکسل ریڈیکل (· OH)، سپر آکسائیڈ ریڈیکل (· O2 -)، سنگلٹ آکسیجن وغیرہ کی مضبوط آکسیکرن صلاحیت کے ساتھ خصوصیت رکھتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت اور دباؤ، بجلی، آواز، روشنی شعاع ریزی، اتپریرک، وغیرہ کے رد عمل کے حالات کے تحت آزاد ریڈیکلز اور رد عمل کے حالات پیدا کرنے کے مختلف طریقوں کے مطابق، انہیں فوٹو کیمیکل آکسیڈیشن، کیٹلیٹک گیلے آکسیڈیشن، سونو کیمسٹری آکسیڈیشن، اوزون میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ آکسیکرن، الیکٹرو کیمیکل آکسیڈیشن، فینٹن آکسیڈیشن، وغیرہ۔ (تصویر دیکھیں 2)۔

شکل 2 اعلی درجے کی آکسیکرن عمل کی درجہ بندی اور ٹیکنالوجی کا مجموعہ

نینو سیریاایک متضاد اتپریرک ہے جو عام طور پر اعلی درجے کی آکسیکرن کے عمل میں استعمال ہوتا ہے۔ Ce3+اور Ce4+کے درمیان تیزی سے تبدیلی اور آکسیجن جذب اور رہائی کے ذریعے پیدا ہونے والے تیز رفتار آکسیڈیشن-ریڈکشن اثر کی وجہ سے، نینو سیریا میں اچھی اتپریرک صلاحیت ہے۔ جب ایک اتپریرک پروموٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ مؤثر طریقے سے کیٹلیٹک صلاحیت اور استحکام کو بھی بہتر بنا سکتا ہے۔ جب نینو سیریا اور اس کے مرکب مواد کو اتپریرک کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو کیٹلیٹک خصوصیات مورفولوجی، پارٹیکل سائز، اور بے نقاب کرسٹل طیاروں کے ساتھ بہت مختلف ہوتی ہیں، جو ان کی کارکردگی اور اطلاق کو متاثر کرنے والے اہم عوامل ہیں۔ عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ ذرّات جتنے چھوٹے ہوں گے اور سطح کا مخصوص رقبہ جتنا بڑا ہوگا، اتنا ہی زیادہ متعلقہ ایکٹو سائٹ، اور اتپریرک صلاحیت اتنی ہی مضبوط ہوگی۔ بے نقاب کرسٹل سطح کی اتپریرک صلاحیت، مضبوط سے کمزور تک، (100) کرسٹل سطح> (110) کرسٹل سطح> (111) کرسٹل سطح کی ترتیب میں ہے، اور متعلقہ استحکام اس کے برعکس ہے۔

سیریم آکسائیڈ ایک سیمی کنڈکٹر مواد ہے۔ جب نینو میٹر سیریم آکسائیڈ کو بینڈ گیپ سے زیادہ توانائی کے ساتھ فوٹان کے ذریعے شعاع کیا جاتا ہے، تو والینس بینڈ الیکٹران پرجوش ہوتے ہیں، اور منتقلی کی بحالی کا رویہ ہوتا ہے۔ یہ طرز عمل Ce3+اور Ce4+ کی تبادلوں کی شرح کو فروغ دے گا، جس کے نتیجے میں نینو سیریا کی مضبوط فوٹوکاٹیلیٹک سرگرمی ہوگی۔ فوٹوکاٹالیسس ثانوی آلودگی کے بغیر نامیاتی مادے کے براہ راست انحطاط کو حاصل کر سکتا ہے، لہذا اس کا اطلاق AOPs میں نینو سیریا کے میدان میں سب سے زیادہ زیر مطالعہ ٹیکنالوجی ہے۔ فی الحال، بنیادی توجہ azo رنگوں، فینول، کلوروبینزین، اور فارماسیوٹیکل گندے پانی کے اتپریرک انحطاط کے علاج پر ہے جو مختلف شکلوں اور جامع مرکبات کے ساتھ کیٹالسٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ رپورٹ کے مطابق، آپٹمائزڈ کیٹلیسٹ سنتھیسز طریقہ اور کیٹلیٹک ماڈل کے حالات کے تحت، ان مادوں کی انحطاط کی صلاحیت عام طور پر 80 فیصد سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے، اور ٹوٹل آرگینک کاربن (TOC) کو ہٹانے کی صلاحیت 40 فیصد سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔

اوزون اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ جیسے نامیاتی آلودگیوں کے انحطاط کے لیے نینو سیریم آکسائیڈ کیٹالیسس ایک اور وسیع پیمانے پر زیر مطالعہ ٹیکنالوجی ہے۔ فوٹوکاٹالیسس کی طرح، یہ مختلف شکلوں یا کرسٹل طیاروں اور مختلف سیریم پر مبنی جامع کیٹلیٹک آکسیڈینٹس کے ساتھ نینو سیریا کی صلاحیت پر بھی توجہ مرکوز کرتا ہے تاکہ نامیاتی آلودگیوں کو آکسائڈائز اور کم کیا جا سکے۔ اس طرح کے رد عمل میں، اتپریرک اوزون یا ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ سے فعال ریڈیکلز کی ایک بڑی تعداد کی نسل کو متحرک کر سکتے ہیں، جو نامیاتی آلودگیوں پر حملہ کرتے ہیں اور زیادہ موثر آکسیڈیٹیو انحطاط کی صلاحیتوں کو حاصل کرتے ہیں۔ رد عمل میں آکسیڈینٹس کے داخل ہونے کی وجہ سے، نامیاتی مرکبات کو دور کرنے کی صلاحیت بہت بڑھ جاتی ہے۔ زیادہ تر رد عمل میں، ہدف والے مادہ کے اخراج کی حتمی شرح 100٪ تک پہنچ سکتی ہے یا اس کے قریب پہنچ سکتی ہے، اور TOC ہٹانے کی شرح بھی زیادہ ہے۔

الیکٹروکیٹلیٹک ایڈوانس آکسیکرن طریقہ میں، اعلی آکسیجن ارتقاء کے ساتھ انوڈ مواد کی خصوصیات نامیاتی آلودگیوں کے علاج کے لیے الیکٹروکٹیلیٹک ایڈوانس آکسیکرن طریقہ کی سلیکٹیوٹی کا تعین کرتی ہیں۔ کیتھوڈ مواد H2O2 کی پیداوار کا تعین کرنے والا ایک اہم عنصر ہے، اور H2O2 کی پیداوار نامیاتی آلودگیوں کے علاج کے لیے الیکٹروکیٹلیٹک ایڈوانس آکسیڈیشن طریقہ کار کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔ نینو سیریا کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹروڈ مواد میں ترمیم کے مطالعہ کو ملکی اور بین الاقوامی سطح پر بڑے پیمانے پر توجہ ملی ہے۔ محققین بنیادی طور پر نینو سیریم آکسائیڈ اور اس کے مرکب مواد کو مختلف کیمیائی طریقوں کے ذریعے متعارف کراتے ہیں تاکہ مختلف الیکٹروڈ مواد کو تبدیل کیا جا سکے، ان کی الیکٹرو کیمیکل سرگرمی کو بہتر بنایا جا سکے، اور اس طرح الیکٹروکیٹلیٹک سرگرمی اور حتمی ہٹانے کی شرح میں اضافہ ہو سکے۔

مائیکرو ویو اور الٹراساؤنڈ اکثر مندرجہ بالا کیٹلیٹک ماڈلز کے لیے اہم معاون اقدامات ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر الٹراسونک مدد لیتے ہوئے، 25kHz فی سیکنڈ سے زیادہ تعدد کے ساتھ وائبریشن ساؤنڈ ویوز کا استعمال کرتے ہوئے، خاص طور پر ڈیزائن کیے گئے کلیننگ ایجنٹ کے ساتھ تیار کردہ حل میں لاکھوں انتہائی چھوٹے بلبلے پیدا ہوتے ہیں۔ یہ چھوٹے بلبلے، تیزی سے کمپریشن اور پھیلاؤ کے دوران، مسلسل بلبلا امپلوزیشن پیدا کرتے ہیں، جس سے مواد تیزی سے اتپریرک سطح پر تبادلے اور پھیلنے کی اجازت دیتا ہے، اکثر تیزی سے اتپریرک کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

 
3 نتیجہ

نینو سیریا اور اس کے مرکب مواد پانی میں آئنوں اور نامیاتی آلودگیوں کا مؤثر طریقے سے علاج کر سکتے ہیں، اور مستقبل میں پانی کی صفائی کے شعبوں میں استعمال کی اہم صلاحیت رکھتے ہیں۔ تاہم، زیادہ تر تحقیق ابھی بھی لیبارٹری کے مرحلے میں ہے، اور مستقبل میں پانی کی صفائی میں تیزی سے اطلاق حاصل کرنے کے لیے، درج ذیل مسائل کو ابھی بھی فوری طور پر حل کرنے کی ضرورت ہے:

(1) نینو کی تیاری کی نسبتاً زیادہ قیمتسی ای او 2پانی کی صفائی میں ان کی زیادہ تر ایپلی کیشنز میں پر مبنی مواد ایک اہم عنصر بنی ہوئی ہے، جو ابھی بھی لیبارٹری تحقیق کے مرحلے میں ہیں۔ کم لاگت، سادہ اور موثر تیاری کے طریقوں کی تلاش جو نینو CeO2 پر مبنی مواد کی شکل اور سائز کو منظم کر سکتے ہیں، اب بھی تحقیق کا مرکز ہے۔

(2) نینو CeO2 پر مبنی مواد کے چھوٹے ذرہ سائز کی وجہ سے، استعمال کے بعد ری سائیکلنگ اور تخلیق نو کے مسائل بھی ان کے استعمال کو محدود کرنے والے اہم عوامل ہیں۔ رال مواد یا مقناطیسی مواد کے ساتھ اس کا مرکب اس کے مواد کی تیاری اور ری سائیکلنگ ٹیکنالوجی کے لیے ایک اہم تحقیقی سمت ہو گا۔

(3) نینو CeO2 پر مبنی میٹریل واٹر ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجی اور روایتی سیوریج ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجی کے درمیان مشترکہ عمل کی ترقی پانی کی صفائی کے میدان میں نینو CeO2 پر مبنی میٹریل کیٹلیٹک ٹیکنالوجی کے استعمال کو بہت فروغ دے گی۔

(4) نینو CeO2 پر مبنی مواد کے زہریلے پن کے بارے میں ابھی تک محدود تحقیق باقی ہے، اور پانی کے علاج کے نظام میں ان کے ماحولیاتی رویے اور زہریلے طریقہ کار کا ابھی تک تعین نہیں کیا گیا ہے۔ سیوریج ٹریٹمنٹ کے اصل عمل میں اکثر متعدد آلودگیوں کا بقائے باہمی شامل ہوتا ہے، اور ایک ساتھ موجود آلودگی ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، اس طرح نینو میٹریلز کی سطح کی خصوصیات اور ممکنہ زہریلا کو تبدیل کرتے ہیں۔ اس لیے متعلقہ پہلوؤں پر مزید تحقیق کرنے کی اشد ضرورت ہے۔