水凝胶燃烧法制备纳米ceo2粉体 毕业论文

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1、目录1前言11.1本课题的现状11.1.1纳米材料的性质21.1.2纳米材料的制备41.1.3纳米材料的应用61.2二氧化铈71.2.1二氧化铈的应用81.2.2二氧化铈的制备111.2.3纳米CeO2的发展前景131.3本课题所要研究的问题142实验152.1实验试剂152.2仪器与设备152.3实验步骤162.2.1凝胶溶液的配置162.3.2加热172.3.3制备干凝胶172.3.4燃烧172.3.5后处理172.4燃烧反应的绝热温度和相关热力学参数172.5实验方案192.5.1丙三醇作还原剂

2、202.5.2三异丙醇胺做还原剂212.5.3三乙醇胺做还原剂223结果与讨论233.1二氧化铈的影响因素233.1.1还原剂结构的影响23II3.1.2反应温度的影响233.1.3凝胶烘干温度的影响243.1.4pH的影响253.2二氧化铈表征分析263.2.1X-射线衍射分析（XRD）263.2.2扫描电镜（SEM）274结论27参考文献29致谢31II1前言1.1本课题的现状纳米材料是二十一世纪的一种全新的材料，纳米材料指由纳米单元构成的任何类型的材料，如金属、陶瓷、聚合物、半导体、玻璃和复合材

3、料等。20世纪60年代，诺贝尔奖获得者量子物理学家费曼曾经说：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。1981年德国萨尔兰大学的学者格莱特首次提出了纳米材料的概念。1982年IBM公司苏黎世研究所的两位科学家宾尼格和洛勒发明了扫描隧道显微镜（STM），这是一种基于量子隧道效应原理的新型高分辨率显微镜。它能以原子级的空间尺度来观察宏观块体物质表面上的原子和分子的几何分布和状态分布，确定物体局

4、部区域的光、电、磁、热和机械特性。到20世纪80年代末，STM已发展成为一个可排布原子的工具。1990年，人们首次用STM进行了原子、分子水平的操作。1990年7月，在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支，而采用纳米材料制作新产品的工艺技术则被称为纳米技术。现在，纳米技术已经形成为高度交叉的综合性科学技术，是一个融科学前沿和高技术于一体的完整科学技术体系[1]。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象

5、，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”[2]。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。2012年1月，中国工业和信息化部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中将纳米材料列入前沿新材料领域，并明确指出，中国将加强纳米技术研究，重点突破纳米材料及制品的制备与应用关键技术，积极开发纳米粉体、纳米碳管、富勒烯、石墨烯等材料，

6、积极推进纳米材料在新能源、节能减排、环境治理、绿色印刷、功能涂层、电子信息和生物医用等领域的研究应用[3]。第31页共31页1.1.1纳米材料的性质纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100nm以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方

7、法。纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料[4]。大量理论及实验研究表明，颗粒小于一定的尺寸时，能表现出其他常规材料更优异或不具备的性能。尤其是纳米粒子特殊的结构及效应使其具有特殊的性质，由此，在光、电、磁、催化、敏感等方面呈现出常规材料不具备的奇异性能，在许多科学领域展现了广阔的应用前景。（1）力学性质纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Fran

8、k-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高[5]，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。（2）磁学性质当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通