氧化鈰微納米材料的水熱法合成及表征.pdf

1、CeO2是一種價廉且用途極廣的工業(yè)材料,具有廣闊的市場應用前景。近年來,氧化鈰納米材料的形貌、尺寸控制以及性能應用方面己成為研究的熱點之一。本論文旨在采用水熱法制備出氧化鈰及相關納米復合材料,并對其進行結(jié)構(gòu)、形貌以及光學性能的表征。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、反應溫度與時間等反應條件下分別合成出束狀、立方體狀、八面體狀、短棒狀、圓盤狀等形貌的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、反應溫度和時間下,制備出不同形貌的氧化鈰微納米材料,總結(jié)了實驗過程中氧化鈰材料的尺寸隨反應時間、溫度變化的規(guī)律,成功實現(xiàn)了對納米顆粒尺寸的控制,并對其產(chǎn)生原因進行了一定的討論。對所制備的立方體與八面體形貌的氧化鈰納米顆粒進行了光學性能的測試。(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3h制得圓盤狀的氧化鈰納米顆粒。研究了其可能的形成機理,并對其光學性質(zhì)進行了測試。
　　 2、通過水熱法,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)納米復合材料前軀體。熱處理后,得到其氧化物的復合材料。(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,長達幾微米。經(jīng)過HRTEM與SAED測試表征,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理,認為冰乙酸在納米線的形成過程中起到了關鍵作用。UV-vis測試表明該納米線結(jié)構(gòu)在紫外區(qū)域與可見光區(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)復合材料,同樣進行了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)。其平均長度為60-70nm,直徑為20-30nm。HRTEM分析表明該納米棒的生長方向為[021]。UV測試表明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)復合材料。
　　 3、利用兩步水熱合成法,在一定