Ôxít Ceri (Cerium Dioxide) CAS: 1306-38-3

Nghiên cứu này trình bày quá trình phát triển chất xúc tác hiệu suất cao Ru-CNₓ/CeO₂ được tổng hợp bằng phương pháp tẩm cải tiến, phục vụ quá trình oxy hóa ướt xúc tác (CWO) để xử lý N-methyldiethanolamine (MDEA) trong nước thải. MDEA, vốn được sử dụng rộng rãi làm chất hấp thụ trong quá trình khử lưu huỳnh và loại bỏ carbon khỏi khí thải công nghiệp, gây ra những thách thức lớn về môi trường do chỉ số nhu cầu oxy hóa học (COD) cao và khả năng kháng phân hủy sinh học. Chất xúc tác này kết hợp ruthenium (Ru) làm thành phần kim loại quý hoạt tính; cerium dioxide (CeO₂) làm vật liệu mang, cung cấp các lỗ trống oxy thông qua chu trình oxy hóa-khử Ce³⁺/Ce⁴⁺; và carbon nitride (CNₓ) – thu được từ quá trình nhiệt phân melamine – đóng vai trò là chất xúc tiến giúp tăng cường độ phân tán của Ru, thúc đẩy quá trình khử Ru⁴⁺ thành Ru⁰ kim loại, đồng thời củng cố tương tác Ru–Ce để hình thành các cấu trúc Ru-O-Ce. Trong các điều kiện tối ưu (180°C, áp suất O₂ 2,5 MPa, pH 10), chất xúc tác đạt hiệu suất loại bỏ 80% COD và 82% tổng carbon hữu cơ (TOC), đồng thời tạo ra các loài oxy hoạt động bao gồm lỗ trống (h⁺), gốc superoxide (·O₂⁻) và gốc hydroxyl (·OH) giúp oxy hóa MDEA một cách hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc pha tạp CNₓ giúp gia tăng đáng kể mật độ lỗ trống oxy và hoạt tính xúc tác so với vật liệu Ru/CeO₂ đơn thuần, qua đó mang lại giải pháp tiết kiệm năng lượng để xử lý nước thải công nghiệp chứa các hợp chất amin khó phân hủy.