利用嵌段共聚物為模板制備氧化鈰及其復(fù)合納米粒子.pdf

1、二氧化鈰（CeO2）作為一種稀土元素形成的氧化物具有許多獨(dú)特的特點(diǎn)。鈰主要以?xún)煞N價(jià)態(tài)存在，即Ce3+和Ce4。在實(shí)際研究中，由于鈰能夠在Ce3+和Ce4之間轉(zhuǎn)變而能夠在固體表面形成空位，這些空位為氧在二氧化鈰表面?zhèn)鬟f提供了便利的途徑。所以氧化鈰可以作為氧的供體而在大量實(shí)際應(yīng)用中受到人們的青睞，例如：固體燃料電池、催化劑、生化藥物等。嵌段共聚物膠束作為一種新型的納米反應(yīng)器，具有能夠控制納米粒子的形貌和尺寸的優(yōu)點(diǎn)而引起廣泛關(guān)注。本論文主要研

2、究了利用嵌段共聚物為模板制備氧化鈰及其復(fù)合納米粒子。利用聚苯乙烯-b-聚（2-乙烯吡啶）（PS-b-P2VP）膠束為模板，通過(guò)肼還原與氧化、紫外輻照、煅燒等方法來(lái)制備CeO2納米粒子和Au/CeO2復(fù)合納米粒子，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征以及光催化性能研究。
　?。?）利用PS-b-P2VP膠束為模板，通過(guò)肼還原-氧化法制備出CeO2納米粒子。將PS-b-P2VP/硝酸鈰復(fù)合膠束與肼反應(yīng)，將鈰離子還原成單質(zhì)鈰，經(jīng)進(jìn)一步氧化生成二氧化鈰納米

3、粒子。實(shí)驗(yàn)合成出的CeO2納米粒子能夠在有機(jī)溶劑中穩(wěn)定存在。通過(guò)簡(jiǎn)單改變?nèi)軇┑娜芙庑钥梢灾苽涑鰡畏稚⒌腃eO2納米粒子或尺寸較大的球形CeO2聚集體。將嵌段共聚物除去后，實(shí)驗(yàn)制得的CeO2膠體粒子能夠自組裝為多孔的納米結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠大幅提升樣品的催化性能。實(shí)驗(yàn)制得的CeO2納米粒子在光催化、有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合納米材料等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　?。?）通過(guò)紫外輻照法制備出CeO2及Au/CeO2納米粒子。利用PS-b-P2VP形成

4、的膠束為模板，將硝酸鈰通過(guò)絡(luò)合作用引入到膠束之中。利用紫外光輻照將硝酸鈰中的鈰離子還原單質(zhì)鈰。在空氣中氧氣的作用下，將還原后的鈰氧化為二氧化鈰，得到粒徑約為25 nm的球形CeO2納米粒子。同時(shí)，考察了體系中二甲基甲酰胺含量對(duì)納米粒子形貌和尺寸的影響。在此基礎(chǔ)上，將氯金酸引入體系，通過(guò)紫外輻照法合成出具有啞鈴型結(jié)構(gòu)的Au/CeO2復(fù)合納米粒子。
　　（3）利用PS-b-P2VP自組裝形成的膠束為模板，將硝酸鈰和氯金酸絡(luò)合進(jìn)入膠束后