氧化铈材料的合成ppt课件.ppt

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1、毕业论文课题分级多孔氧化铈材料的花粉模板法合成及其性能研究指导老师：XXX教授姓名：XXX专业：材料化学0711一.绪论1.研究背景多孔材料的定义和分类孔径范围在微米级和亚微米级的多孔材料一般统称为微米孔材料，如微米中空球、中空管、微米孔阵列等。孔径范围在0-100nm之间的多孔材料则可归于纳米材料范畴，如沸石、纳米管、量子点阵等，其中孔径在2-50nm之间的材料又特称为介孔材料。同时具有微米孔和纳米孔的材料则可称之为微纳米分级多孔材料。氧化铈材料的特点氧化铈是一种廉价、用途极广的轻稀土氧化物，为立方晶系萤石结构。图1.1CeO2的晶胞结构多孔氧化铈材料的优点1.比表面积与孔容量大，吸附

2、能力强2.反应活性位多，催化作用快3.具有吸附反应物后的原位催化效应4.良好的热稳定性和化学稳定性汽车尾气处理三效催化剂多孔氧化铈材料的应用汽油燃烧不完全产生的高污染CO、NOx、CH化合物在经过催化反应之后，转变为无污染或低污染的CO2、N2和H2O等固体燃料电池电极材料氢气和氧气经过催化反应实现完全燃烧，从而产生更多的电能，反应产物是对环境无污染的水，低碳环保刚果红脱色反应参考文献：Adv.Mater.,2008,20,452–456有机废水高级氧化处理净化剂废水中的有机污染物经过催化剂层，与氧化剂反应，转变为二氧化碳和水，降低了对环境的污染和破坏多孔氧化铈材料的CO催化性能氧化铈中

3、空球氧化铈纳米管多孔氧化铈的制备方法氧化铈多孔材料可以利用模板法来合成，其具有操作简单、适用性广、合成材料结构可控等优点。依模板种类可大致分为：硬模板软模板生物模板利用硬模板合成的氧化铈材料微米碳球模板介孔氧化硅模板天然凹凸棒石模板利用软模板合成的氧化铈材料PS（聚苯乙烯）微球模板P123(EO20PO70EO20)模板生物模板制备多孔氧化铈的优点（1)模扳可以有效控制反应过程中晶体的成核、生长和团聚。(2)模板可在高温转相和焙烧过程中起到阻隔作用，避免焙烧过程中粒子的不正常生长．保证粒子的均一性和分散性。(3)模板的可去除性为最终产品的纯度提供了可靠保证。（4）生物模板资源丰富、廉价、

4、易得、可再生、环保，而且构型独特丰富、形貌重复性高。生物模板制备多孔材料举例（1)1997年，英国Bath大学的Davis课题组利用杆菌作为模板，遗态制备了微纳米多孔氧化硅材料，首次将生物的分级结构用于构建氧化物材料。（2）2006年，WangZhonglin等学者在蓝色蝴蝶的翅膀上遗态制备了氧化硅遗态陶瓷。（3）2006年，Schwiegar课题组在丝瓜上长出了沸石。(4)2008年，韩国的KisukKang和其合作者以多肽为模板，制得了由中空的氧化钛纳米棒组成的三维网络。(5)2009年，德国的S.Balci组就利用TMV（烟草花叶病毒）合成了氧化锌纳米管。（6）2009年，Huss

5、ein与其合作者以蜡状芽胞杆菌为模板，制得了亚微米中空ZnO纳米棒。2，研究意义具备通透的微米孔和丰富的纳米孔并相匹配的氧化铈分级多孔结构材料不仅能有效的增强吸附能力，而且由于比表面积的增加，催化活性位相应增多，可以有效提高氧化铈的催化活性。大多数生物材料具有极为特殊的三维结构：微米尺度上，是由细胞壁构成的微米或亚微米的实体孔结构；纳米尺度上，在细胞壁上密布直径数个纳米到数十纳米的细胞孔虚体。同时生物材料又具有结构独特多样、形貌重复性好、容易去除、对环境无污染等优点。因此，本课题拟以铈源遗态制备生物模板的分级结构，合成微纳米分级多孔氧化铈材料。并将合成的多孔材料用于净化处理有机废水，在保

6、证材料通透性良好，吸附容量足够大的前提下提高材料对有机污染物的降解能力。二.实验内容1，纳米氧化铈的合成2，纳米氧化铈的表征手段3，纳米氧化铈的性能测试均匀沉淀法花粉的预处理与混合液反应反应2h抽滤烘干煅烧样品性能测试材料表征酸性品红降解FESEMHRTEMXRDTGN2脱吸附超声分散40℃550℃铈盐：HMT=1：3超声分散IR共沉淀法花粉的预处理与硝酸铈溶液反应反应2h冷藏静置烘干煅烧样品材料表征超声分散40℃550℃氨水调PH为10超声分散FESEM三.结果与讨论1，不同质量比的FESEM分析图1(a),油菜花粉模板的FESEM图1，不同质量比的FESEM分析图1(b),1:1的样

7、（均匀沉淀法）图1(c)，1:1样的局部放大图（均匀沉淀法）图1(c),2：1的样（均匀沉淀法）图1(e)，1:2的样（均匀沉淀法）bcde1，不同质量比的FESEM分析图2(a),1:1的样（共沉淀法）图2(b),1:1样的局部放大图（共沉淀法）图2(c),2:1的样（共沉淀法）图2（d),1:2的样（共沉淀法）abcd均匀沉淀法与共沉淀法对比对比两种工艺可知，均匀沉积反应能够较精确的保留模板原有形貌，形成一定孔结构的空心球。而共