納米氧化鈰的形態(tài)控制合成與性能研究.pdf

1、氧化鈰是一種重要的稀土功能材料，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的氧離子傳輸性能，在催化、拋光、中溫固體氧化物燃料電池、紫外屏蔽等諸多領(lǐng)域有著廣泛用途。納米尺度下的氧化鈰相對(duì)與體相材料，電子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，比表面積增大，往往表現(xiàn)出一些新的物理性質(zhì)（如晶格擴(kuò)散、紫外吸收峰藍(lán)移）和更高的化學(xué)活性。發(fā)展高度可控、綠色的CeO2納米材料的合成方法，研究其形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，將有效提升CeO2在工業(yè)催化領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。本論文分別采用水（溶劑）熱法

2、和沉淀煅燒法制備了形貌規(guī)整、尺寸均勻的多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鈰八面體、層狀結(jié)構(gòu)堿式碳酸鈰和超細(xì)氧化鈰粉體。
　　以Ce(NO3)3.6H2O和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為原料，pH=5時(shí)水熱合成了邊長(zhǎng)~60nm多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鈰八面體。利用透射電鏡（TEM）對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果顯示該八面體由~5nm一次顆粒朝著相同方向自組裝而成。進(jìn)一步研究表明通過(guò)改變水熱反應(yīng)體系pH值可獲得尺寸可調(diào)的多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鈰八面體，對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探索分析。選擇CO

3、催化氧化為探針?lè)磻?yīng)，考察了該多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鈰八面體的催化性能，結(jié)果表明，相比于尺寸相近的單晶結(jié)構(gòu)氧化鈰八面體，多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鈰八面體具有更高的催化活性。
　　以Ce(NO3)3.6H2O為鈰源，PVP為分散劑，乙二醇為溶劑，氨水為沉淀劑，溶劑熱法制備了尺寸~740nm自組裝層狀結(jié)構(gòu)堿式碳酸鈰。分別考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、PVP用量、沉淀劑濃度等對(duì)產(chǎn)物形貌及物相的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)溫度在180℃，氨水濃度為0.4mol/L，時(shí)