S
ố hóa bởi Trung tâm Học liệu

1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÁI NGUYÊN
LÂM PHƢƠNG THANH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, THĂM DÒ KHẢ NĂNG
ỨNG DỤNG CỦA CeO2, KÍCH THƢỚC NANOMET

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Thái Nguyên - 2013
S
ố hóa bởi Trung tâm Học liệu

2


ố hóa bởi Trung tâm Học liệu

3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: đề tài này là do bản thân tôi thực hiện. Các số liệu, kết
quả trong đề tài là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ các công
trình nào khác. Nếu sai sự thật tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN Thái nguyên, tháng 4 năm 2013
HƯỚNG DẪN LUẬN VĂN Tác giả luận văn
PGS.TS. Lê Hữu Thiềng Lâm Phƣơng Thanh

XÁC NHẬN CỦA TRƯỞNG KHOA CHUYÊN MÔN

TS. Nguyễn Thị Hiền Lan S
ố hóa bởi Trung tâm Học liệu

i
MỤC LỤC
Trang

2.1.2. Thiết bị 21
2.2. Thực nghiệm 21
2.2.1. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành pha tinh thể
và kích thước hạt CeO
2
23
2.2.2. Hình thái học, diện tích bề mặt riêng của mẫu tối ưu 25

S
ố hóa bởi Trung tâm Học liệu

ii
2.3. Sử dụng CeO
2
làm xúc tác trong phản ứng quang hóa khử màu
metylen xanh 25
2.4. Các phương pháp nghiên cứu 26
2.4.1. Phương pháp nhiễu xạ tia Rơngen 26
2.4.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua 28
2.4.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét 30
2.4.4. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng 32
2.4.5. Phương pháp phổ UV – VIS 33
2.4.6. Xúc tác quang hóa 35
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Tổng hợp CeO
2
nano 37
3.2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành pha tinh
thể và kích thước hạt CeO
2

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Một số thông số của metylen xanh 25
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến kích thước hạt 40
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH đến kích thước hạt 42
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel đến kích thước hạt 43
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian nung mẫu đến kích thước hạt 44
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ce
4+
/alanin đến kích thước hạt 46
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ce
4+
/ NH
4
NO
3
đến kích thước hạt 47
Bảng 3.7. Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 51
Bảng 3.8. Hiệu suất phân hủy metylen xanh theo thời gian chiếu xạ 52
Bảng 3.9. Hiệu suất phân hủy metylen xanh theo thời gian 53

iii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể CeO
2
3
Hình 1.2. Cơ chế hình thành và phát triển hạt nano trong dung dịch 6
Hình 1.3. Cấu trúc hiển vi của vi nhũ ở một nồng độ chất hoạt động bề mặt

Hình 3.12. Hiệu suất phân hủy metylen xanh theo thời gian chiếu xạ 53
Hình 3.13. Hiệu suất phân hủy metylen xanh theo thời gian (Sử dụng ánh
sáng tự nhiên) 54 1

MỞ ĐẦU
Vào những năm đầu của thế kỷ XX, sự ra đời của thuyết lượng tử đã tạo
điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nhiều ngành khoa học tự nhiên, cho
phép đi sâu vào nghiên cứu cấu tạo chất. Trên tiền đề đó, sang thế kỷ XXI,
ngành khoa học công nghệ nano ra đời đã nhanh chóng hấp dẫn các nhà khoa
học và thực tế đã khẳng định được vai trò hết sức quan trọng trong xã hội.
Trong những năm gần đây, vật liệu nano là một trong những lĩnh vực
nghiên cứu đỉnh cao sôi động nhất, khoa học và công nghệ nano là một trong
những thuật ngữ được sử dụng rộng rãi nhất trong khoa học vật liệu. Sở dĩ như
vậy là bởi vật liệu nano có những tính chất kỳ lạ khác hẳn so với các tính chất
của vật liệu khối đã được người ta nghiên cứu trước đó. Tính chất thú vị của vật
liệu nano bắt nguồn từ kích thước rất nhỏ bé có thể so sánh với các kích thước
tới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật liệu nghĩa là kích thước của vật liệu
nano đủ nhỏ để so sánh với các kích thước tới hạn của một số tính chất. Vật
liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật
liệu. Nguyên nhân khác biệt về tính chất của vật liệu nano so với vật liệu khối
là do hai hiện tượng: Hiệu ứng bề mặt và kích thước tới hạn.
Vật liệu nano đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các lĩnh vực như:
Vật lý, hóa học, đặc biệt trong sinh học vì kích thước nano so sánh được với
kích thước của tế bào (10-100nm), virus (20-450nm), protein (5-50nm), gen
(2nm rộng và 10-100nm chiều dài). Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc
“ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các
tế bào hoặc virus (phân tách tế bào,…), y dược , công nghệ cao cục bộ, tăng độ

2
nano siêu nhỏ, đồng thể, và có hoạt tính cao. Từ nhận định trên,
chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp, thăm dò khả năng ứng
dụng của CeO
2
kích thước nanomet”.
Nhiệm vụ chính của đề tài:
- Tổng hợp oxit CeO
2
kích thước nano. Quá trình tổng hợp đi từ chất
đầu là muối (NH
4
)
2
Ce(NO
3
)
6
đóng vai trò như là nguồn cung cấp ion
xeri và chất oxi hóa, alanin đóng vai trò nhiên liệu.
- Xác định các đặc trưng của mẫu điều chế ở điều kiện tối ưu và thử
khả năng xúc tác quang hóa của vật liệu tổng hợp được.
Bố cục của luận văn bao gồm các phần:
- Mở đầu
- Chương I: Tổng quan
- Chương II: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu.
- Chương III: Kết quả và thảo luận
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo


2

Khi bị khử trong không khí ở nhiệt độ cao, CeO
2
tạo thành các oxit thiếu
oxi dạng CeO
2 – x
(0 ≤ x ≤ 0,5), đặc biệt sau khi thiếu một lượng lớn nguyên tử oxi
trong mạng lưới tinh thể và tạo nên một lượng lớn lỗ trống tại những vị trí nguyên
tử oxi đã mất, CeO
2
vẫn có cấu trúc của canxiflorit và những oxit xeri thiếu oxi
này sẽ dễ dàng bị oxi hóa thành CeO
2
nhờ tác dụng của các chất khử [7]. 4
Quá trình oxi hóa khử đó có thể được biểu diễn bằng các phương trình
phản ứng như sau:
Ce
+3
→ Ce
+4
+ 1e
Ce
+4
+ 1e → Ce
+3


quang, điện, từ [21], [35].
1.2. Một số phƣơng pháp tổng hợp CeO
2
kích thƣớc nanomet
CeO
2
kích thước nano là một trong những vật liệu nano đang được chú ý
nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng bởi nó có tiềm năng ứng dụng giá trị trong
nhiều lĩnh vực như trong sản xuất gốm sứ thủy tinh, làm xúc tác hay chất mang
xúc tác, bột huỳnh quang,… Do đó việc nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng
CeO
2
nano đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Tuy nhiên,
tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, đặc điểm cấu trúc của mỗi dạng tập hợp và bản
chất của tiền chất mà có các phương pháp tổng hợp khác nhau. Yếu tố quan
trọng nhất trong quá trình tổng hợp các vật liệu nano nói chung và CeO
2
nano
nói riêng là kiểm soát được kích thước của các phần tử và sự phân bố chúng.
Do đó khác với các phản ứng tổng hợp hóa học truyền thống, ở đây việc tạo ra
không gian thích hợp cho phản ứng và bền hóa các phần tử tạo thành có vai trò
quan trọng hàng đầu. 5
1.2.1. Phƣơng pháp gốm truyền thống
Bản chất của phương pháp là thực hiện phản ứng giữa các pha rắn ở
nhiệt độ cao, sản phẩm thu được thường dưới dạng bột và có cấp hạt cỡ
milimet. Từ sản phẩm đó mới tiến hành tạo hình và thực hiện quá trình kết khối
thành vật liệu cụ thể. Đây là phương pháp đã được phát triển lâu đời nhất

3
COO)
17
O
3
OH.12C
5
H
5
N. Điều lý thú là phức này có thể
tinh chế thành dạng nguyên chất bằng cách kết tinh lại trong pyridin [19], [20].
1.2.3. Phƣơng pháp đồng kết tủa
Trong phương pháp kết tủa từ dung dịch, khi nồng độ của chất đạt đến
một trạng thái bão hòa tới hạn, dung dịch sẽ đột ngột xuất hiện những mầm
kết tụ. Những mầm kết tụ đó sẽ phát triển thông qua quá trình khuếch tán
của vật chất từ dung dịch lên bề mặt của các mầm cho đến khi các mầm trở
thành hạt nano (Hình 1.2).
Để thu được hạt có độ đồng nhất cao người ta cần phân tách hai giai
đoạn hình thành và phát triển mầm.

Hình 1.2. Cơ chế hình thành và phát triển hạt nano trong dung dịch
Đây là một trong những phương pháp đang được sử dụng rộng rãi để
tổng hợp vật liệu. Phương pháp này cho phép khuếch tán các chất tham gia
phản ứng khá tốt, tăng đáng kể bề mặt tiếp xúc của các chất phản ứng do đó có
thể điều chế được vật liệu mong muốn ở điều kiện nhiệt độ nung thấp.
Một điều quan trọng là thành phần của vật liệu ảnh hưởng đến nhiều tính
chất, do đó tiến hành phản ứng đồng kết tủa, trong điều kiện nghiêm ngặt để kết
tủa có thành phần mong muốn. Phương pháp đồng kết tủa có ưu điểm sau:
- Cho sản phẩm tinh khiết.
- Tính đồng nhất của sản phẩm cao [19], [20].

tổng hợp vật liệu lưỡng kim loại lại càng khó hơn. Do cấu trúc đặc biệt của vi 8
nhũ, người ta hy vọng nó hình thành môi trường thích hợp cho việc tạo ra
những hạt nano kim loại trên chất hệ phân bố kích thước hẹp cũng tốt như hạt
nhiều kim loại. Tổng hợp hạt nano kim loại được Boutonnet thông báo đầu thập
niên 80 của thế kỷ XX.
Một hệ vi nhũ được định nghĩa là một hệ của nước, dầu và chất hoạt
động bề mặt. Hệ này là một dung dịch đẳng quang và thuộc tính nhiệt động ổn
định. Quan sát bằng kính hiển vi, một vi nhũ trông như một dung dịch đồng
thể, nhưng ở kích thước phân tử nó lại là hệ dị thể. Cấu trúc bên trong cùa một
vi nhũ ở một nhiệt độ cho trước được quyết định bởi tỉ lệ hợp phần của nó. Cấu
trúc này gồm cả những giọt nano nhỏ hình cầu đơn kích thước hoặc 1 pha
chuyển tiếp. Cấu trúc khác nhau của một vi nhũ ở một nồng độ cho trước của
chất hoạt động bề mặt được trình bày khái quát trong hình 1.3.
Có hai cách chính để tạo hạt nano từ vi nhũ:
- Trộn lẫn hai vi nhũ, một chứa tiền chất và một chứa chất keo tụ.
- Thêm chất keo tụ trực tiếp vào vi nhũ chứa kim loại tiền chất.
Hạt nano CeO
2
được điều chế thành công trong hệ vi nhũ đảo. Kích
thước hạt có thể khống chế trong khoảng 2-5nm bởi nồng độ khác nhau của
chất phản ứng, xeri nitrat và amoni hiđroxit. Hoạt tính xúc tác của CeO
2
trên
Al
2
O
3


10
Trong phương pháp đốt cháy gel polime, để ngăn ngừa sự tách pha cũng
như tạo ra sự đồng nhất cao cho sản phẩm thường sử dụng các tác nhân tạo gel.
Một số polime hữu cơ được sử dụng ngoài vai trò tác nhân tạo gel còn là nguồn
nhiên liệu như polivinyl alcol, polietylen glycol, polyacrylic axit. Trong
phương pháp này, dung dịch tiền chất gồm dung dịch các muối kim loại
(thường là muối nitrat) được trộn với polyme hoà tan trong nước tạo thành hỗn
hợp nhớt. Làm bay hơi nước hoàn toàn hỗn hợp này thu được khối xốp nhẹ và
đem nung ở khoảng 300 – 900
o
C thu được là các oxit phức hợp mịn [16], [24].
1.2.7. Phƣơng pháp nghiền bi
Phương pháp này thích hợp để tạo ra bột nano oxit kim loại. Bột này
có thể dùng làm mực in, bột màu, tụ điện, Tuy nhiên các hạt nano được tạo
ra có thể bị biến dạng do va đập mạnh. Nhược điểm này được khắc phục
bằng cách ủ nhiệt.
Nguyên lý: dùng kỹ thuật nghiền và biến dạng để biến vật liệu có kích
thước lớn về kích thước nano. Đây là các phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhưng
rất hiệu quả, có thể chế tạo được một lượng lớn vật liệu nhưng tính đồng nhất
của vật liệu không cao. Trong phương pháp nghiền, vật liệu ở dạng bột được
trộn lẫn với những viên bi được làm từ các vật liệu rất cứng và đặt trong một
cái cối. Máy nghiền có thể là nghiền lắc, nghiền rung hoặc nghiền quay (còn
gọi là nghiền kiểu hành tinh). Các viên bi cứng va chạm vào nhau và phá vỡ
bột đến kích thước nano. Kết quả thu được là vật liệu nano không chiều (các
hạt nano).
Trong quá trình nghiền bi cần chú ý đến những phản ứng hóa học có thể
xảy ra. Có những phản ứng sẽ làm hư hại chất lượng bột nano, nhưng cũng có
phản ứng tạo ra sản phẩm phụ có lợi [33].


)
3
, phản ứng trong môi trường NH
4
OH, sản phẩm được
nung ở 200
0
C trong khoảng 6 giờ [20].
Srilanth Gopalan và cộng sự đã tổng hợp CeO
2
nano bằng phương pháp
cơ hóa từ các chất đầu là CaO và CeCl
3
. Hỗn hợp đầu được nghiền nhỏ và nung
ở 400
0
C trong thời gian 6 giờ. Hạt CeO
2
thu được có kích thước 19nm [37].
Purohit R.D. và cộng sự, bằng phương pháp tổng hợp đốt cháy đã sử
dụng Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O với vai trò là chất oxi hóa và glyxin với vai trò nhiên liệu
để tổng hợp oxit nano CeO
2
. Hỗn hợp glyxin và Ce(NO


12
đun nóng ở 200 – 400
0
C trong 2 giờ với tốc độ gia nhiệt 4
0
/phút. Bột CeO
2
thu
được có kích thước 30 – 50nm [42].
Kamruddin M. và cộng sự đã tổng hợp được oxit CeO
2
nano có kích
thước 6 – 16nm theo phương pháp phân hủy nhiệt trong các điều kiện khác
nhau. Dung dịch Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O được khuấy mạnh trong môi trường amoniac
ở pH = 8, hỗn hợp được làm lạnh ở 2
0
C. Kết tủa vàng nhạt được sấy khô ở
80
0
C trong 24 giờ và nung ở 800
0
C. Cũng trong môi trường amoniac hỗn hợp
H

– nguồn cung cấp ion Ce
4+
và chất oxi hóa. Hỗn
hợp gồm 50g (NH
2
)
2
CO và 50g (NH
4
)
2
Ce(NO
3
)
6
được trộn đều mà không cần
thêm nước, sau đó đốt cháy trong không khí ở nhiệt độ phòng trong khoảng 3
phút. Sản phẩm thu được đem nung ở 1250
0
C trong vòng 1 giờ với tốc độ nâng
nhiệt 10
0
/phút trong không khí tĩnh. Bột CeO
2
thu được có kích thước xấp xỉ
25nm, diện tích bề mặt xấp xỉ 50m
2
/g [12].
Hyunchelo và Sangsoo Kim đã tổng hợp nano CeO
2

Bedekar V. và cộng sự đã tổng hợp bột CeO
2
từ Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O và sử
dụng riêng rẽ các loại thuốc thử sau: glyxin, axit xitric, hidrazin, amoni hidroxit
và axit oxalic như là nhiên liệu. Ngoài ra bột CeO
2
còn được chuẩn bị bằng
cách phân hủy xeri nitrat. Các quá trình này bao gồm: đốt cháy, phân hủy và 13
kết tủa. Trong quá trình đốt cháy gel, xeri nitrat được sử dụng như là chất oxi
hóa, glyxin và axit xitric lần lượt được sử dụng làm nhiên liệu. Hỗn hợp oxi
hóa và nhiên liệu sau khi mất nước ở 80
0
C thu được gel nhớt. Tiếp tục tăng
nhiệt độ lên 300
0
C và nung ở 500
0
C. Kết quả, bột CeO
2
thu được khi sử dụng
glyxin có kích thước 12nm và axit citric là 10nm. Bột CeO

và PEG (Poli etilen glycol)
được hòa tan trong nước. Dùng NH
4
OH đưa dung dịch về môi trường pH = 9.
Chuyển toàn bộ dung dịch vào trong một nồi hấp kín và đặt trong lò vi sóng ở
nhiệt độ 130
0
C trong 20 phút. Bột thu được đem rửa khô và sấy ở 80
0
C. Bột
CeO
2
được nung ở 500
0
C trong 1 giờ, 2 giờ và 4 giờ lần lượt có kích thước
4,7nm; 5,8nm và 9,1nm [15].
Jian – Chih Chen và cộng sự đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ
nung đến kích thước của oxit nano CeO
2
bằng phương pháp đồng kết tủa đi từ
nguyên liệu ban đầu là Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O được hòa tan trong nước khử ion hóa,
thêm NH
4
OH cho đến khi đạt tới giá trị pH = 8 và pH = 9. Trong quá trình kết

Ce(NO
3
)
6
và NH
4
OH được khuấy ở nhiệt độ
phòng, thu được kết tủa khi thêm vào dung dịch một lượng vừa đủ nước khử
ion hóa. Kết tủa thu được đem rửa nhiều lần với nước sau đó rửa với etanol, sấy
ở 80 – 120
0
C trong khoảng thời gian 4 – 6 giờ. Tiếp tục nung ở 200 – 900
0
C
trong 2 – 4 giờ. Kích thước CeO
2
thu được khi nung ở 200, 400, 600 và 900
0
c
lần lượt là 3,2 – 4,0 – 8,8 và 26,6nm [21].
Genli Shen và cộng sự đã tổng hợp CeO
2
bằng phương pháp thủy nhiệt.
Hỗn hợp Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O và ure được hòa tan hoàn toàn trong 150ml nước khử

oxit CeO
2
thu
được có kích thước lần lượt là 3,4 và 3,5nm. Khi chất đầu là muối Ce(III) như
Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O oxit CeO
2
thu được có kích thước 7,9nm [35].
Weifan Chen và cộng sự bằng phương pháp đốt cháy elilen glycol –
nitrat đã tổng hợp oxit nano CeO
2
từ hỗn hợp Ce(NO
3
)
3
.6H
2
O và etilen glycol ở
150 - 250
0
C. Bột CeO
2
thu được khi nung ở 500
0
c trong 2 giờ có kích thước

2
kích thước nano
từ nguyên liệu ban đầu là Ce(III)-benzoxazin bằng phương pháp phân hủy
nhiệt phức hợp ở 600
0
C trong thời gian 2 giờ. Bột CeO
2
thu được có kích
thước 20nm [11].
Ponnusamy Nachimuthu và cộng sự đã tổng hợp oxit CeO
2
nano bằng
phương pháp kết tủa đi từ Ce(SO
4
)
2
.2H
2
O 1M và NH
3
, hỗn hợp được điều
chỉnh để đạt được pH = 9. Sản phẩm gel được làm già trong thời gian 7 ngày
sau đó rửa sạch bằng nước và đem sấy khô trong lò vi sóng. Kết quả thu được
kích thước hạt là 2,3nm; 4,6nm; 15,4nm và 75,6nm tương ứng với nhiệt độ
nung là 150; 400; 600 và 800
0
C [30].
Bằng phương pháp tổng hợp đốt cháy và phương pháp nghiền bi đi từ
xeriamoni nitrat, glyxin và axit xitric, Raijan Sen và cộng sự đã tổng hợp được
CeO

13nm. Diện tích bề mặt riêng theo phương pháp BET của mẫu nung ở 400
0
C
là 133m
2
/g. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao của mẫu cho 16
thấy hạt có kích thước 4,5nm, các hạt có hình dạng đồng đều, phân phối kích
thước hạt hẹp, các hạt nano có cấu trúc fluorit [25].
1.4. Các ứng dụng của CeO
2

Trong vài năm gần đây, CeO
2
nano và các vật liệu chứa CeO
2
nano được
coi là chất xúc tác và chất xúc tiến về cả mặt điện tử và cấu trúc đối với các
phản ứng xúc tác dị thể. Oxit nano CeO
2
đóng vai trò như là một chất tăng
cường để cải thiện hoạt tính hoặc độ chọn lọc của xúc tác hoặc để tăng cường
tính ổn định của xúc tác. Việc ứng dụng CeO
2
làm tác nhân chính trong ba
hướng đối với vấn đề xử lý khí thải từ các động cơ ô tô cho thấy triển vọng tốt
về cả mặt công nghệ và mặt kinh tế đã kích thích những nỗ lực nghiên cứu của
nhiều nhà khoa học và đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng ứng

được dùng để làm sạch và đánh bóng tấm silicon – một yêu cầu
quan trọng của ngành công nghiệp điện tử cho hệ thống chip cực kỳ hiện đại và 17
các tế bào năng lượng mặt trời. Cùng với Al
2
O
3
, CeO
2
nano được ưu tiên lựa
chọn hàng đầu để tạo thành vật liệu trong đánh bóng cơ khí hóa chất [27].
Hạt nano CeO
2
có thể được sử dụng như chất phụ gia trong dầu diezel và
pha trộn diezel – diezel sinh học – etanol để cải thiện quá trình đốt cháy hoàn
toàn nhiên liệu và giảm đáng kể lượng khí thải. CeO
2
hoạt động như một chất
xúc tác, đặc biệt là việc cho oxi của quá trình oxi hóa CO và hấp thụ oxi cho
quá trình giảm lượng NO
x
. Năng lượng kích hoạt của CeO
2
hoạt động để đốt
cháy hết hợp chất cacbon trong xilanh động cơ ở nhiệt độ cao và ngăn chặn sự
lắng đọng của các hợp chất hữu cơ không phân cực, giảm thiểu thể tích khí thải
ra môi trường [40]. Hiện nay, xeri oxit thu hút được nhiều sự quan tâm do được
sử dụng như bộ lọc than hoạt tính ba chiều (làm giảm khí CO, hidrocacbon,
18
thước đo tỉ lệ xăng gió, sẽ điều chỉnh sự tiêu thụ quá nhiều oxi, dưới hỗn hợp
nhiên liệu khí nghèo và thải ra hỗn hợp nhiên liệu khí giàu.
Những tính chất có lợi của hạt CeO
2
nano đối với động cơ đốt trong:
- Có thể oxi hóa muội than và các hidrocacbon có trong khí thải của
động cơ ở vùng nhiệt độ thấp.
- Khi sử dụng nó làm phụ gia trong nhiên liệu, nó có thể làm sạch muội
than trên thành buồng đốt của động cơ tạo điều kiện cho động cơ hoạt động
hiệu quả hơn.
- Khi động cơ làm việc trong điều kiện ít nhiên liệu và dư oxi nó sẽ thu
hồi lượng oxi dư trong khí thải và khí NO
x
dưới tác dụng xúc tác có trong thành
phần hỗn hợp nhiên liệu, biến NO
x
thành N
2
không gây độc hại.
- Trong điều kiện dư nhiên liệu và ít oxi, CeO
2
nhả oxi để đốt cháy
nhiên liệu làm cho nhiên liệu cháy hoàn toàn hơn, ít tạo sản phẩm phụ CO
x
và
CH
x

chỉ tiêu đánh giá này có thể cải thiện nhiều hơn nếu động cơ sử dụng nhiên liệu
có phụ gia nano CeO
2
làm việc trong thời gian dài.