掺杂纳米氧化铈及相关介孔材料的制备及表征

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1、硕七学位论文摘要纳米ceoz因有着优越的储放氧功能及高温快速氧空位扩散能力而被广泛用于汽车尾气净化催化、高温氧敏传感器、固体氧化物燃料电池(SOFC)、化学机械抛光(CMP)研磨剂、防紫外线辐射等高科技领域。由于纳米CeOz优越的功能特性和广阔的应用前景，纳米Ce02及其相关材料的合成与制备已成为当今热门研究课题。以MCM-41为代表的介孔材料也因其在催化，吸附，生物医药等方面广阔的应用前景日益受到关注。本文分别以乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇及叔丁醇等七种有机醇作为共沸剂，采用液相沉淀法结合共

2、沸蒸馏处理前驱体成功合成了分散性良好、粒子尺寸分布为lO--20nm的纳米Ce02颗粒，运用差示扫描量热法／热重(DSCffG)、傅立叶红外(FT-IR)、x射线衍射CXP．D)、透射电镜CrEM)等方法对不同有机醇的共沸蒸馏作用以及产品性能进行了分析和表征，探讨了共沸蒸馏法制备纳米Ce02的机理。共沸蒸馏能起到有效脱除前驱体凝胶中的水分，防止其干燥和和焙烧过程中的硬团聚形成的作用，其中七种醇中以正丁醇的共沸蒸馏效果最佳，所得纳米Ce02颗粒的粒度、均匀及分散性能最好。采用化学共沉淀法结合正丁醇共沸蒸馏处理前

3、驱体合成了ZnO掺杂纳米Ce02颗粒，使用DSC／TG、XRD、TEM、原子吸收光谱以及紫外透过率分析等方法对其结构和性能进行了表征，研究了共沸蒸馏、ZnO掺杂、以及焙烧温度和时间对ce02纳米晶粒尺寸、晶格畸变度和晶格常数的影响，并研究了生长动力学．结果表明：正丁醇共沸蒸馏法能有效脱除前驱体凝胶中的水分；ZnO掺入量增加引起纳米Ce02晶粒有所增大，晶格常数和晶格畸变度也随之增大；随焙烧温度提高，ZnO掺杂纳米ce02晶粒显著长大，而高温下随焙烧时间延长，其晶格进一步趋于完整，晶粒尺寸增加，晶格畸变度降低，

4、但晶格常数没有明显变化；纳米CeCh具有良好的可见光透过和紫外光吸收能力，掺杂ZnO不会影响纳米Ce02的紫外遮蔽效果。以硝酸铈为原料，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂，通过对沉淀条件和煅烧条件的控制，制备出介孔Ce02，在此基础上制备Y203掺杂介孔CeOz，并对产物进行了XRD、TEM、红外光谱、DSC／TG和氮气吸附脱附(N2absorption)、EDAX能谱等表征。研究结果表明制备介孔Ce02的较佳工艺条件是：CTAB与Ce的摩尔比l：1，反应温度为80℃，煅烧温度300℃，煅烧时间为lh。

5、介孔Ce02和Y203掺杂介孔cech均具有较好孔道结构。用室温酸性法合成出MCM-41介孔材料，摸索制各MCM-41的较佳工艺条件。在此基础上制备Ce02／MCM-41和Y203掺杂Ce02／1VlCM41。对产物进行了硕士学位论文摘要XRD、TEM、红外光谱、差热，热重和氮气吸附脱附、EDAX能谱等表征。研究结果表明室温酸性法制备介孔材料MCM-41的较佳工艺条件是：TEOS／HCI、TEOS／CTAB、TEOS／H20(均为摩尔比)分别取1：10、1：0．2和1：80。制备出的MCM-41、Ce02／M

6、CM--41和V203掺杂CeOz／MCM-．41均具有较好孔道结构，高比表面积(>600m魄)，孔径范围在3～20nm。关键词纳米Ce02，掺杂，共沸蒸馏，介孔，MCM-41Ⅱ硕士学位论文ABSTRACrABSTRACTBecauseofitshighoxidation-reductionabilityanditsconductivityofoxygeniconinhi曲temperature，Ce02hasbeenwidelyinvestigatedasmobileoff-gascleaner,hight

7、emperatureoxygensensor,solidoxidefuelcell(SOFC)，grindingagentforchemicalmechanicalpolish(CMP)，UV-shieldingsunscreen,etc．Mesoporousmaterial，suchasMCM-41，playsasignificantroleinthefieldsofcatalysis，adsorption,medication,andSOOil．Moreandmoreattentionispaidinto

8、thismaterialanditshowsgreatprospective．Inthisdissertation,azeotropicdistillationmethodwasusedtosynthesizenano-sizedCe02powderswithwelldispersityandanaveragesizeoflm之0ramTheeffectsofsevendifferentalcoho