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CeO2纳米颗粒表面官能团修饰工程-EST

已有 2425 次阅读 2023-9-23 21:02 |个人分类:文献学习|系统分类:科研笔记

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       表面官能团是决定金属氧化物颗粒吸附性能的主要因素,操纵表面官能团的能力对于设计一种有效的污水吸附剂至关重要。金属氧化物表面羟基作为吸附物质的反应位点,通过释放质子或氢氧根离子来吸附水溶液中的阳离子或阴离子。因此,设计并合成表面富羟基的金属氧化物纳米颗粒,对开发高性能的污水处理吸附剂具有重要的意义。本文的亮点是通过调整ethylene glycol-mediated CeO2纳米颗粒溶剂热合成中水的加入量,可以有效调控CeO2颗粒表面的羟基的数量,具体地,通过简单减少水的体积,可以增加CeO2颗粒表面羟基的数量,大大提高磷酸盐的吸附能力。

     溶剂热合成为金属氧化物纳米颗粒的原位改性提供了一个有效的策略。溶剂热合成中典型的反应体系包括金属前驱体、溶剂和/或有机表面活性剂,在反应混合物中加入有机表面活性剂是使金属氧化物纳米颗粒表面具有各种官能团(如羧基、硅烷醇和膦酸盐)功能化的常用方法。直接使用溶剂提供了一种更简便的方法来修饰具有特定官能团的纳米颗粒表面,并且避免了使用额外的有机溶剂。溶剂热合成中最常用的溶剂之一是乙二醇(HOCH2CH2OH)。乙二醇分子末端的两个羟基能与各种金属离子络合
并调节其成核与生长过程(如钛、锆、铈、锌、锡)。重要的是,研究表明,羟基倾向于留在合成金属氧化物颗粒的表面(不经煅烧),这表明这些残留的羟基(源自乙二醇)可以为吸附等化学反应提供活性位点。已知金属氧化物表面的羟基在多相催化反应中也被广泛报道具有一定的催化活性,例如在丙烷的催化燃烧中。同时,在化学机械抛光领域中,CeO2颗粒的表面羟基也被视为主要的活性位点,参与了Ce-O-Si健的形成

金属氧化物颗粒表面的羟基表征方法有:FTIR,TGA,XPS。

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Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 4601-4608



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