氧化鈰微納米材料的水熱法合成及表征.pdf

1、CeO2是一種價(jià)廉且用途極廣的工業(yè)材料,具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。近年來(lái),氧化鈰納米材料的形貌、尺寸控制以及性能應(yīng)用方面己成為研究的熱點(diǎn)之一。本論文旨在采用水熱法制備出氧化鈰及相關(guān)納米復(fù)合材料,并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形貌以及光學(xué)性能的表征。研究的主要內(nèi)容與取得的成果,具體歸納如下:
　　 1、采用水熱法,在不同的溶劑、表面活性劑、反應(yīng)溫度與時(shí)間等反應(yīng)條件下分別合成出束狀、立方體狀、八面體狀、短棒狀、圓盤(pán)狀等形貌的CeO2前軀體結(jié)構(gòu),并在

2、500℃下熱處理得到氧化鈰的微納米結(jié)構(gòu)。(1)以Ce(NO3)3·6H2O為鈰源,尿素為沉淀劑,CTAB為表面活性劑,在不同的溶劑濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間下,制備出不同形貌的氧化鈰微納米材料,總結(jié)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氧化鈰材料的尺寸隨反應(yīng)時(shí)間、溫度變化的規(guī)律,成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米顆粒尺寸的控制,并對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行了一定的討論。對(duì)所制備的立方體與八面體形貌的氧化鈰納米顆粒進(jìn)行了光學(xué)性能的測(cè)試。(2)以CeCl3·7H2O為鈰源,尿素為沉淀劑,PVP為表面

3、活性劑,冰乙酸為調(diào)節(jié)劑,在180℃下反應(yīng)3h制得圓盤(pán)狀的氧化鈰納米顆粒。研究了其可能的形成機(jī)理,并對(duì)其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。
　　 2、通過(guò)水熱法,以Ce(NO3)3·6H2O,CeCl3·7H2O為鈰源,尿素為沉淀劑,冰乙酸為調(diào)節(jié)劑,加入不同的金屬氧化物的前軀體,在一定的比例混合下,制備出不同形貌的CeO2-Mox(M=Cu,Si,Ti,Al,Zn,Fe,Co)納米復(fù)合材料前軀體。熱處理后,得到其氧化物的復(fù)合材料。(1)合成出形

4、貌均一的CeO2-CuO納米線結(jié)構(gòu)。該納米線的直徑約10-20nm,長(zhǎng)達(dá)幾微米。經(jīng)過(guò)HRTEM與SAED測(cè)試表征,表明CuO的納米粒子附著在CeO2的納米線上。初步探討了納米線可能的形成機(jī)理,認(rèn)為冰乙酸在納米線的形成過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用。UV-vis測(cè)試表明該納米線結(jié)構(gòu)在紫外區(qū)域與可見(jiàn)光區(qū)域都具有較好的紫外吸收性能。(2)采用相同方法合成出CeO2-Mox(M=Si,Ti,Al,Zn,Fe,Co)復(fù)合材料,同樣進(jìn)行了XRD、FESEM、

5、UV-vis等形貌與性能的表征。(3)制備出CeO2-Fe2O3納米材料中α-Fe2O3空心納米棒陣列結(jié)構(gòu),FESEM、TEM分析表明納米棒頂端為四方結(jié)構(gòu),末端為針狀結(jié)構(gòu)。其平均長(zhǎng)度為60-70nm,直徑為20-30nm。HRTEM分析表明該納米棒的生長(zhǎng)方向?yàn)閇021]。UV測(cè)試表明CeO2-Fe2O3納米材料紫外遮光效果明顯優(yōu)于CeO2-Mox(M=Si,Ti,Al,Zn,Co)復(fù)合材料。
　　 3、利用兩步水熱合成法,在一定