纳米CeO2的形貌控制及在甲醇催化中的应用研究进展-论文.pdf

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1、2014年3月焦作大学学报No．1第1期JOURNALOFJIA0ZU0UNlVERSITYMar．2O14纳米CeO2的形貌控制及在甲醇催化中的应用研究进展张翠松缪娟(河南理工大学理化学院，河南焦作454000)摘要：纳米材料的性质依赖于其本身的尺寸和形貌，实现纳米材料尺寸和形貌的可控制备已成为当今材料领域的研究热点。文章综述了纳米CeO的多种形貌及可控制备，总结分析了其在甲醇催化中的研究进展，展望了其发展趋势。关键词：纳米CeO；形貌控制；甲醇催化；研究进展中图分类号：TQ51文献标识码：A文章编号：100

2、8—7257(2014)01—0092—03CeO：属于立方晶系。是一种具有萤石结构的稀土究。由于不同的形貌具有不同的结构．从而导致了不同金属氧化物功能材料，因其具有独特的晶体结构、高的的特性。研究者通过形貌控制改变Ce()2结构中氧空位表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道的浓度、增大比表面积以及暴露不同的晶面，改进结构效应等特性。应用广泛。如二氧化铈因其出色的储氧能特性，从而提高其催化性能。力和较强的氧化还原性能可用作氧化还原反应的催化1．1CeO2纳米线剂载体，尤其可用于燃料电池的阳极催化剂载体

3、。CeO：CeO：纳米线亦称纳米丝，属于典型的一维结构，因能够提高催化剂载体的热稳定性、机械性能和结构稳定其新颖的电子传输性能和潜在的应用而被研究。Tang性，使催化剂保持较好的抗毒性及较高的催化活性⋯，等]不使用表面活性剂，仅采用简单的水热法即可得到并能改变负载金属在其表面的分散性¨2]。另外，有助于纳米线。研究表明，使用0．05M的Ce(N03)3溶液，以贵金属的氧化和还原．并能够提高化合物的氧存储和H20：为酸性沉淀剂，于250℃下水热反应3h，可得到单释放性能。主要应用于处理汽车尾气、光催化[4和固一、

4、均匀的直径为20—70nm、长为400,m的Ceo2纳米体燃料电池[5等方面。线；当H：02含量增加时，形成聚合纳米针。Fu等】采用众所周知．纳米材料的性质依赖于其本身的尺寸和电化学方法．通过改变电位的方向和阳极氧化时间获形貌．实现纳米材料尺寸和形貌的可控制备已成为当得了形貌可控的纳米棒、纳米颗粒、纳米线CeO2，并证今材料领域的研究热点。近年来，研究者对CeO2纳米颗实了不同形貌的CeO具有不同的催化性能。粒的制备及其形貌控制进行了大量研究。其制备方法1．2CoO2纳米棒有：沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水解

5、法、气相冷凝纳米棒因其有利于离子和电子的传输而在化学传法、超声化学合成等。研究发现，通过平衡和控制成核感器、太阳能电池和燃料电池等领域具有重要的应用晶种、温度、表面活性剂及合成进程等参数，可实现纳前景。人们已经使用多种方法，如水热法、溶胶凝胶法米晶形貌的有效控制并有效地控制其氧空位，从而合以及电沉积等制备了CeO：纳米棒，并实现了形貌可控理地设计出高活性的CeO应用材料。本文从CeO多种制备。Zhou等[8]采用水热法制备了单晶结构的CeO2纳形貌的可控制备及在甲醇催化中的应用等方面总结分米棒。直径15—30n

6、m，长度达到数十微米。研究表明，析了近年来纳米CeO：的最新进展，并展望其进一步发CeO：的横截面为矩形，每个纳米棒有四个侧面，具有两展的趋势。个晶面(001)和(110)。优先生长方向为(0o1)晶面，其生长轴垂直于电子柬。Pan等在80—160℃且使用CTAB为表面活性剂条件下．合成了直径为10—25nm的1．不同形貌纳米CeO2的结构及特性CeO：纳米棒和纳米板，并通过改变CTAB，Ce3的初始浓度比、反应时间和温度把纳米板转化成纳米管和纳米棒。近年来。国内外研究者对纳米球、纳米管、纳米线、H0等[10以

7、(NI-h)2ce(NO3)6为铈源，以PVP为表面纳米棒等多种形貌的CeO纳米粒子及其特性进行了研活性剂，在前驱体浓度80ram．反应时间为4h下，得到收稿日期：2013—12—24作者简介：张翠松(1987一)，男，河北赞皇人，河南理工大学硕士研究生，研究方向：电极材料制备及性能研究。第1期张翠松等：纳米CeO的形貌控制及在甲醇催化中的应用研究进展球状CeO2；反应时间为24h时得到1一D棒状CeO2；前驱微球。此微球具有三维多孑L结构和空心结构，纳米片作体浓度40mM下．得到了纺锤状的CeO：。研究表明，

8、三为花瓣构成花状微球，纳米片平均厚度为20nm。且具有种不同形貌的纳米CeO的催化活性都大于粉末CeOz的较高的比表面积(92．2m2g)和显著的稳定性。在催化一催化活性，且尽管三种不同形貌的Ce02有着类似的比氧化碳氧化反应中具有较高的反应活性。另外，运用钌表面积和孔容大小．三者的活性还是不同，其催化活性负载的花状CeO作为固体氧化物燃料电池的阳极层催顺序与其相应的晶胞体积大小顺序相