二氧化铈纳米材料地合成及性能地研究

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1、二氧化铈纳米材料的合成及性能研究内容摘要国内外早已开始了对纳米氧化铈颗粒制备技术与性能的研究。氧化铈具有立方萤石结构。它有热稳定性高,氧气储存能力强和可以在Ce3+和Ce4+氧化状态之间简单的转换的特性，因此它吸引了研究者广泛的兴趣。它已广泛应用于催化剂、紫外吸收材料,氧敏感材料、固体氧化物电池材料和抛光材料等领域。氧化铈在合成氧化CO的催化剂上展现的性能尤为突出。液相制备方法是纳米氧化铈众多制备方法的一种，它因为制作工艺相对简单的优点在所有制备方法中脱颖而出。液相制备法很适合大规模生产,它在研究方向上

2、的前途也可预测。本文将对上文做详细描述。AbstractPreparationtechnologyandresearchprogressofCeO₂nanoparticlesresearchedbothathomeandabroad.Ceriumoxidehascubicfluoritestructure.Ithasattractedextensiveinterestduetoitshighthermalstability,oxygenstoragecapacities,andeasyconversio

3、nbetweenCe3+andCe4+oxidationstates。Ithasbeenwidelyusedincatalyst，ultravioletabsorptionmaterial，theoxygensensitivematerial，solidoxidecellmaterialandpolishingmaterialandsoon．Especially,CeO₂havebeensuccessfullysynthesizedandusedforCOcatalyticoxidation.Kinds

4、ofpreparationmethodsofliquidphaseandtheirdifferencesareespeciallyemphasizedaccordingtotheadvantagesofliquidphasemethod,whichcanbeeasilyenlargedinindustry,andfutruedirectionsofresearcharealsopredicted.CeO2havebeensuccessfullysynthesizedandusedforCOcatalyt

5、icoxidation.Wewillgivemoredetailsaboutwhatdescribesbelow.Key:CeO₂liquidphasemethodCOcatalyticoxidation一、实验背景CeO₂属于立方晶系萤石（CaF₂）结构，晶胞中的Ce3+按面心立方点阵排列，O2-占据所有的四面体位置，每个Ce4+被8个O2-包围，而每个O2-则与4个Ce4+配位，这样的结构中有许多八面体空隙，允许离子快速扩散。Ce有Ce4+和Ce3+两种氧化态，容易发生氧化还原循环，有较强的储氧功能

6、。[1]由于具有较大的比表面积,CeO₂纳米颗粒具有很大的应用潜力,近年来人们对于这种形貌的纳米CeO₂研究得最多,方法也各具特色。其制备方法主要有水热法、溶剂热法、溶胶-凝胶法、反胶束法、声化学法以及微乳液法等。[2]化学沉淀法沉淀法是高纯度纳米金属氧化物材料合成的最普通的化学反应方法。沉淀法就是用各种溶解在水中的沉淀剂与金属盐反应生成不溶性氢氧化物、碳酸盐、乙酸盐和硫酸盐等，后将沉淀物过滤、干燥、煅烧，从而得到目标纳米粒子。沉淀法主要分为:直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法等。化学沉淀法具有反应过程易

7、控制，工艺以及设备简单，成核速度快，产品成本低廉，在工业生产中拥有广阔的应用前景，但沉淀法在制备颗粒过程中容易出现团聚的现象，而且过滤和洗涤的过程也比较困难，同时也容易造成产品流失。[3]一、实验（一）试剂与分析仪器试剂：Ce(NO3)3，（A.R）40%的醇水混合溶液（A.R）HMT（六亚甲基四胺）（A.R）合成仪器：分析天平、恒温加热磁力搅拌器、高频超声波分散器、干燥箱、高速台式离心机。分析设备：为X射线衍射仪（XRD）、场发射电镜（FE-SEM）和透射电镜（TEM）。(二)实验方法1.纳米CeO₂

8、的制备：在两个洗净的烧杯中，向一个烧杯中加入一定量的Ce(NO3)3，溶解于35ml蒸馏水与乙醇1:1的混合体系中,向另外一个烧杯中加入一定量的HMT和35ml蒸馏水与乙醇1:1的混合溶液，同时加热到一定温度后进行混合，在相应温度下反应一定时间后将所得产物进行回收，经数次超声分散清洗、离心后干燥即得试样。2.试样表征采用XRD、SEM和TEM分析对试样物相结构、表面形貌和颗粒大小及分布情况表征。二．结果与分析反应时间及陈化对产物的影响图一为