二氧化鈰、氧化釔微-納米結(jié)構(gòu)的可控合成、表征及性能研究.pdf

1、由于稀土微/納米材料獨(dú)特的光、聲、電、磁、熱、催化等性能以及其它各種潛在的應(yīng)用，近年來(lái)得到人們的廣泛關(guān)注。稀土氧化物是一類重要的稀土化合物，因而得到廣泛的應(yīng)用和研究。其中，Ce02是一種廉價(jià)、分布最廣的稀土氧化物。CeO2及其復(fù)合物在陶瓷、三效催化劑、氧傳感器、紫外線吸收劑、玻璃拋光材料等高科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Y203則被廣泛應(yīng)用于燃料電池、氧傳感器、熒光粉、超導(dǎo)材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷等領(lǐng)域。為此，本論文以Ce02和Y203為研究對(duì)象，通

2、過(guò)各種合成方法和途徑，選擇性地控制合成條件制備出一些具有新穎結(jié)構(gòu)和形貌的微/納米結(jié)構(gòu)；并對(duì)其合成規(guī)律進(jìn)行歸納和總結(jié)，對(duì)其合成機(jī)理進(jìn)行研究探討，對(duì)產(chǎn)物的性能進(jìn)行研究，以期為其它稀土氧化物微/納米結(jié)構(gòu)的合成提供理論依據(jù)和方法路線。
　　 本論文主要包含以下幾方面的研究?jī)?nèi)容：
　　 1.Ce02微/納米結(jié)構(gòu)的合成與表征1.1納米Ce02的低溫水熱合成與表征：
　　 在低溫水熱條件下，通過(guò)一步法合成出尺寸可控的二氧化鈰納

3、米粒子。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)二氧化鈰納米粒子的粒徑可以很容易地通過(guò)改變反應(yīng)溫度進(jìn)行控制，其粒徑隨著反應(yīng)溫度的升高而增大。
　　 1.2 Ce02微米盤(pán)的合成及表征：
　　 在無(wú)模板劑或表面活性劑的條件下，以乙二醇為溶劑、Ce(N03)3為鈰源、過(guò)硫酸銨為沉淀劑和氧化劑，在160℃下反應(yīng)48h合成出等級(jí)結(jié)構(gòu)的圓盤(pán)狀Ce(S04)2。在1100℃下煅燒4h后，得到盤(pán)狀Ce02微米級(jí)超結(jié)構(gòu)。其直徑大約為9.1μm，厚度大約為320 nm。

4、紫外吸收測(cè)試表明微米盤(pán)在紫外區(qū)有很強(qiáng)的吸收能力。用同樣的方法得到圓盤(pán)狀的氧化鑭、氧化釤以及不同形貌的氧化釔。
　　 2.二氧化鈰復(fù)合物的低溫熔鹽合成與表征在200℃下首次通過(guò)熔鹽法直接合成出納米Ce02-Zr02復(fù)合物，并對(duì)其進(jìn)行表征。此外，還合成了Ce2Ti05，并對(duì)其光降解甲基橙性能進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，Ce2Ti05對(duì)甲基橙具有降解能力。
　　 3.Y203微/納米結(jié)構(gòu)的合成與表征3.1中空的長(zhǎng)方體/正方體狀Y203

5、超結(jié)構(gòu)的制備及表征：
　　 用溶劑熱法合成了具有等級(jí)結(jié)構(gòu)的Y2(S04)3.xH20和Y203中空的長(zhǎng)方體和正方體結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Y203的形貌可以通過(guò)改變反應(yīng)物的濃度進(jìn)行調(diào)控。另外，本文還對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行簡(jiǎn)單研究。
　　 3.2三棱柱狀Y203超結(jié)構(gòu)的混合溶劑熱合成及表征：
　　 在溶劑熱條件下，以乙醇和水為混合溶劑、三乙烯四胺為沉淀劑得到三棱柱狀Y203。實(shí)驗(yàn)表明反應(yīng)時(shí)間、有機(jī)堿類型和溶劑的組成對(duì)產(chǎn)物的形貌具有