انجمن مهندسی شیمی ایران مهندسی شیمی ایران 1735-5400 24 142 2025 12 22 A Review on Carbon Nanomaterial-Based Cerium Oxide Nanocomposites for Photocatalytic Applications مروری بر نانوکامپوزیت‌های سریم اکسید برپایۀ نانوموادکربنیبرای کاربردهای فوتوکاتالیستی 99 111 214967 10.22034/ijche.2025.493665.1478 FA سحر زینت لو عجب شیر دانشیار علوم و فناوری نانو، دانشگاه بناب سمیه سلیمانیان دانشجوی دکتری رشته شیمی تجزیه، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان هادی محمودی مقدم استادیار نانوفناوری دارویی، دانشگاه علوم پزشکی کرمان Journal Article 2024 12 12 Among metal oxides, cerium oxide (CeO2) is one of the most promising catalytic materials for chemical transformations, mainly for environmental applications and energy conversion systems. However, cerium oxide nanoparticles tend to aggregate and agglomerate, and their convenient use in solutions can be somewhat limited. Also, due to their wide energy gap, the utilization of free solar energy more efficiently in the photocatalytic degradation of pollutants is limited. Therefore, in order to improve the properties of cerium oxide such as conductivity for photocatalytic, electrochemical, etc. applications, an effective solution has been presented to integrate it with carbon nanostructures. In this review article, the properties and some recent studies on cerium oxide nanohybrids based on common carbon materials such as graphene, carbon nanotubes, and graphitic carbon nitride are discussed. Studies have demonstrated that the incorporation of cerium oxide with carbon nanostructures, owing to the synergy of the two phases, can significantly improve the photocatalytic properties and performance. The incorporation of carbon nanomaterials with cerium oxide nanoparticles through electrostatic attraction can cause the favorable dispersion and distribution of CeO2 on the surface of carbon nanomaterials, and as a result, it can play a positive role in enhancing the photocatalytic performance by effectively reducing the recombination rate and improving the charge separation. در میان اکسیدهای فلزی، اکسید سریم (CeO2) یکی‌از امیدوارکننده‌ترین مواد کاتالیزوری برای تبدیل‌های شیمیایی و عمدتاً برای کاربردهای زیست‌محیطی و سامانههای تبدیل انرژی است. اما نانوذرات اکسید سریم تمایل‌به تجمع و کلوخه‌شدن دارد و استفادۀ راحت از آن در محلولها تا اندازهای میتواند محدود شود. هم‌چنین، به‌دلیل شکاف انرژی پهن آن، میزان بهرهمندی از انرژی رایگان خورشید به‌طور کارامدتر در تخریب فوتوکاتالیستی آلایندهها، محدود می‌شود. لذا، برای بهبود خواص اکسید سریم، مانند: رسانایی برای کاربردهای فوتوکاتالیستی، الکتروشیمیایی و غیره، راه‌کار مؤثر ادغام آن با نانوساختارهای کربنی پیشنهادشده‌است. در این مقالۀ مروری، به بررسی ویژگی‌ها و برخی مطالعات اخیراً انجام‌شده برروی نانوهیبریدهای اکسید سریم برپایۀ مواد کربنی متداول، هم‌چون: گرافن، نانولوله‌های کربنی، نیترید کربن گرافیتی پرداخته‌می‌شود. مطالعات نشان‌داد که ادغام اکسید سریم با نانوساختارهای کربنی، باتوجه‌به هم افزایی دو فاز میتواند به‌طور قابل توجهی به بهبود خواص و عملکرد فوتوکاتالیستی منجرشود. ادغام نانومواد کربنی با نانوذرات اکسید سریم ازراه جاذبۀ الکترواستاتیک، میتواند باعث پخش و توزیع مطلوب CeO2 برروی سطح نانومواد کربنی شود و درنتیجه، میتواند با کاهش مؤثر نرخ نوترکیبی و بهبود مناسب جدایی بار، در تقویت عملکرد فوتوکاتالیستی نقش مثبتی را ایفاکند.

https://www.ijche.ir/article_214967_fba565612cddeb08ee01f2f53d39b25b.pdf