稀土氧化物制备的的研究

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1、稀土氧化物的制备1稀土氧化物的应用1.1催化剂铈、锆复合氧化物具有高比表面积和高的储氧量，能提高催化剂的活性[1]。超细氧化铈对光吸收非常敏感，吸收波段宽，长久有效，有效的降低了高分子材料的老化功能，具有吸收效率高、绿色环保，价格低廉的特点。普通的氧化铈用于紫外线吸收早己经在玻璃行业中得到应用。粒径小的CeO2超微粉对紫外线吸收能力和遮断效果显著，可用于基材涂料提高耐候性[3]。纳米二氧化铈颗粒尺寸小，表面键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全,导致表面活性位置增加，而且随着粒径的减小，表面光滑度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，从

2、而增加了反应接触面,具有很强的催化性能[4]。二氧化铈在汽车尾气净化催化剂方面得以应用广泛的主要原因是稀土铈元素具有Ce3+、Ce4+价态相互转化的一个过程。二氧化铈可以储氧，且Ce可控制贵金属颗粒。因此，在汽车尾气净化剂中，二氧化铈作为助催化剂[5]。二氧化铈具有萤石相结构材料，这种结构的材料可以作为固体氧化物燃料电池最主要基体材料[6]。纳米级的二氧化铈和二氧化钛复合可以制成氧传感器[7]。CeO2在胆固醇传感器及其对尿酸和抗坏血酸的电催化中的应用[8]。稀土氧化物在橡胶合成上作为催化剂，在橡胶中添加二氧化铈，可以改变橡胶的性能[1

3、7]。高新技术的发展对纳米CeO2的要求越来越高,其中最基本的要求是粒度细、纯度高、比表面积大、活性高以及颗粒的外形和均匀性，合成与制备性能良好、具有单分散性且均匀稳定的纳米CeO2始终是材料科学界研究热点[19]。CeO2在贫氧状态下放出O2，起到氧化的作用；在富氧状态下储存O2，使空燃比A/F稳定在化学计量平衡附近，起到扩大空燃比的作用，保持催化剂的稳定性[30]。Eu2O3、Pr2O3、Yb2O3可作为TiO2掺杂剂，提高光催化效果。三价稀土氧化物对酯化反应都有催化作用,且轻稀土氧化物比重稀土氧化物的催化活性高,其中Sm2O3、N

4、d2O3的催化活性最好,有实际应用前景;重稀土氧化物的活性一般较差,其中Tm2O3,Ho2O3的催化活性最小,Eu2O3活性较好,Yb2O3的活性居中[39-41]。稀土催化剂中使用的是La和Ce的化合物，Ce具有储氢功能，并能稳定催化剂表面上的铂和铑的分散性，La在铂基催化剂中可替代铑，降低成本。在催化剂载体中加入La、Ce、Y等稀土元素还能提高载体的高温稳定性、机械强度、抗高温氧化能力。汽车尾气净化稀土催化剂所用的稀土主要是以CeO2、PrO2和La2O3的混合物为主形成的具有高氧化还原活性的三元催化剂。稀土氧化物作为载体运用于甲烷

5、部分氧化中的主要是CeO2、La2O3、Y2O3等[49]。1.2抛光粉和玻璃二氧化铈是抛光粉的主要成分，抛光粉是一种高效优质抛光材料，在电视显象管、眼镜片、光学玻璃、航空玻璃、集成电路基板、液晶显示器及各种宝石等制品方面应用广泛，粒度大的用作通常的光学元件、眼镜片等的抛光，粒度小的适用组合镜片、大尺寸镜片和特殊品的抛光，颗粒大小不均的抛光粉会导致工件表面出现纹路，影响表面光洁度[2]。粒径大于20μm的氧化铈作为特殊抛光材料制作装饰品[20]。氧化铈抛光液也是当前微粉领域研究的热点[23]。Nd2O3、Pr2O3、CeO2、Ce2O3

6、是玻璃著名的着色剂。含4%Nd2O3的玻璃在人工照明时为鲜红色，在日光为紫红色，因而被称为变色玻璃。Nd2O3常用于高级艺术玻璃制品的着色剂。钕因吸收红色和绿色中间的波长（570-585nm）的光，加人到电视玻璃中可消除无用的颜色，使红、绿、蓝的再现性增强，使电视荧光屏的色彩反差鲜明。Nd2O3也是物理脱色剂。Pr2O3在厚玻璃中成绿色，在薄玻璃中成黄色。这种玻璃在光学仪器上可用作特种光学滤光器。CeO2使玻璃带有微红色的鲜艳黄色，与TiO2形成TiCeO4，使玻璃着成金黄色。CeO2又是强的化学脱色剂之一，在显像管荧光屏玻璃中加人Ce

7、O2或Nd2O3，可防止因铁引起的玻璃着色作用，起玻璃脱色作用，还可吸收电视机产生的电子线，防止玻璃老化和变暗，还可以生产防辐射玻璃，以及照相机和摄像机镜头玻璃、各种光学透镜和眼镜片。Sm2O3使玻璃着成美丽的黄色，掺有钐的硅铝酸盐玻璃可以提高密度、折光率、显微硬度及热膨胀系数。CeO2是一种较强烈的氧化剂，所以脱色效果好。La2O3增加光学玻璃的折射率，因此La2O3常用来制造高折射低色散的不含SiO2或SiO2含量低的光学玻璃，在照相机镜头玻璃及其它光学玻璃中均有应用。Pr2O3和Nd2O3在可见光区域具有特征吸收峰，可用来制造滤光

8、玻璃。当镨与钕结合时，在弧焊用的护目镜玻璃中可抑制蓝弧光[32-36]。1.3电极材料和磁材料研究表明稀土及其氧化物能够帮助加速电子在电极表面的传递[9]。Tm2O3用于制造携带式X射线透射状置[10]，用