2021年二氧化铈纳米材料的合成及性能研究.doc

二氧化铈纳米材料合成及性能研究内容摘要中国外早已开始了对纳米氧化铈颗粒制备技术和性能研究。氧化铈含有立方萤石结构。它有热稳定性高,氧气储存能力强和能够在Ce3+和Ce4+氧化状态之间简单转换特征,所以它吸引了研究者广泛爱好。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催化剂上展现性能尤为突出。液相制备方法是纳米氧化铈众多制备方法一个,它因为制作工艺相对简单优点在全部制备方法中脱颖而出。液相制备法很适合大规模生产,它在研究方向上前途也可估计。本文将对上文做具体描述。AbstractPreparationtechnologyandresearchprogressofCeO₂,oxygenstoragecapacities,andeasyconversionbetweenCe3+andCe4+oxidationstates。Ithasbeenwidelyusedincatalyst,ultravioletabsorptionmaterial,theoxygensensitivematerial,,CeO₂,whichcanbeeasilyenlargedinindustry,:CeO₂liquidphasemethodCOcatalyticoxidation一、试验背景CeO₂属于立方晶系萤石(CaF₂)结构,晶胞中Ce3+按面心立方点阵排列,O2-占据全部四面体位置,每个Ce4+被8个O2-包围,而每个O2-则和4个Ce4+配位,这么结构中有很多八面体空隙,许可离子快速扩散。Ce有Ce4+和Ce3+两种氧化态,轻易发生氧化还原循环,有较强储氧功效。[1]因为含有较大比表面积,CeO₂纳米颗粒含有很大应用潜力,多年来大家对于这种形貌纳米CeO₂研究得最多,方法也各具特色。其制备方法关键有水热法、溶剂热法、溶胶-凝胶法、反胶束法、声化学法和微乳液法等。[2]化学沉淀法沉淀法是高纯度纳米金属氧化物材料合成最一般化学反应方法。沉淀法就是用多种溶解在水中沉淀剂和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。沉淀法关键分为:直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法等。化学沉淀法含有反应过程易控制,工艺和设备简单,成核速度快,产品成本低廉,在工业生产中拥有宽广应用前景,但沉淀法在制备颗粒过程中轻易出现团聚现象,而且过滤和洗涤过程也比较困难,同时也轻易造成产品流失。[3]一、试验(一)试剂和分析仪器试剂:Ce(NO3)3,()40%醇水混合溶液()HMT(六亚甲基四胺)()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) ₂制备:在两个洗净烧杯中,向一个烧杯中加入一定量Ce(NO3)3,溶解于35ml蒸馏水和乙醇1:1混合体系中,向另外一个烧杯中加入一定量HMT和35ml蒸馏水和乙醇1:1混合溶液,同时加热到一定温度后进行混合,在对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. 试样表征采取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。℃下不一样反应时间为1h,2h,24h和有没有陈化24hXRD图,其关键组成为CeO2但还含部分尚不明确相,且衍射峰强度差异不大,由此可知室温下混合时间长短不会对产物有较大影响。从图中能够看出有了着陈化作用使结晶性提升,伴随反应时间延长结晶性提升。图一:不一样陈化时间下产物XRD