納米孔結(jié)構(gòu)La-,2-(MoO-,4-)-,3-和CeO-,2-稀土材料的構(gòu)建及其性能研究.pdf

1、本工作首次提出用超聲的方法合成三維孔結(jié)構(gòu)La2(MoO4)3微納米材料，并研究了其對甲醇的電催化性能；以水熱的方法合成了截面是六邊形的CeO2納米管，并研究了其對離子液體性能的影響。 1.層級多孔La2(MoO4)3微納米材料的制備 首次在表面活性劑的調(diào)控下用超聲的方法合成單晶層級多孔La2(MoO4)3微納米結(jié)構(gòu)，并考察了各種合成條件對其影響，如表面活性劑的濃度，表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)，溶液pH值等。單晶層級多孔La2(

2、MoO4)3微結(jié)構(gòu)用粉末X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、氮吸附比表面積及孔徑測定儀等表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)合成單晶層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)需要一個最低的陰離子表面活性劑SDS的濃度。當SDS的濃度在0.02 mol/L以上時，合成的層級多孔La2(MoO4)3較完美，層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)的尺寸也隨著SDS的濃度的增加而增大。在同等條件下用陽離子表面活性劑CTAB來調(diào)

3、控，當CTAB的濃度達到1.0×10-3 mol/L時同樣可以合成層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)，這意味著表面活性劑的電荷作用對合成層級多孔La2(MoO4)3作用不大而表面活性劑的疏水鏈卻起到重要的作用。研究還發(fā)現(xiàn)合成層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)需要一個很窄的pH值范圍，只有當pH值在8.0-9.0時在超聲作用下才能合成均一的層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)。基于表面活性劑和超聲的協(xié)同作用，文中提出了一條合成層級多孔La2

4、(MoO4)3微結(jié)構(gòu)的形成機理，同時發(fā)現(xiàn)層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)的孔結(jié)構(gòu)和比表面積也可通過表面活性劑來調(diào)控。 2.層級多孔La2(MoO4)3的電催化特性 以循環(huán)伏安法(CV)和計時電流法考察了層級多孔La2(MoO4)3微結(jié)構(gòu)和本體La2(MoO4)3修飾的玻碳電極在NaOH溶液中的電化學特性及其對甲醇的電催化性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)層級多孔La2(MoO4)3修飾的玻碳電極在NaOH溶液中電化學穩(wěn)定性較好。在同等條件

5、下通過計時電流法比較發(fā)現(xiàn)在恒定電位下層級多孔La2(MoO4)3修飾的玻碳電極的電流比本體La2(MoO4)3修飾的玻碳電極的響應電流要大。研究還發(fā)現(xiàn)層級多孔La2(MoO4)3對NaOH溶液中甲醇是有顯著的電催化氧化作用，該氧化反應是一個受擴散控制的不可逆過程。此外，通過比較發(fā)現(xiàn)層級多孔La2(MoO4)3對NaOH溶液中甲醇的電催化氧化要比本體La2(MoO4)3好，該研究將為進一步拓寬了層級多孔La2(MoO4)3在電化學領(lǐng)域的應

6、用提供了重要信息。 3.一維單孔CeO2納米管的制備及其對離子液體性能的影響 通過調(diào)節(jié)尿素的濃度合成了不同形貌的Ce(OH)CO3，繼而以各種形貌的Ce(OH)CO3為前驅(qū)物以水熱的方法合成了截面是六邊形的一維單孔CeO2納米管。結(jié)果發(fā)現(xiàn)紡錘形的Ce(OH)CO3為前驅(qū)物有利于合成CeO2納米管。文中還考察了其它合成因素對合成CeO2納米管的影響，如NaOH濃度、水熱溫度等。研究表明在合成一維單孔CeO2納米管時高濃度的