氧化铈纳米粉体制备技术的研究进展

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纳米二氧化铈的制备及其光催化性能研究进展

纳米二氧化铈的制备及其光催化性能研究进展

80当下,二氧化铈是一种应用领域十分广泛的一种功能性材料,在诸多的领域当中都有着广泛的使用。

例如催化、氧传感器、燃料电池以及各种磁性材料上,都有着一定的应用,但是由于铈的外层电子,在充填方式上比较特殊,铈除了能够类似于稀土元素一样,有着+3价的电子,还能够存在+4价的稳定电子,因此对于二氧化铈而言,就有着一定的特殊物理和化学形式,能够应用于诸多的领域当中。

这种特殊形式,使得人们对于二氧化铈在光催化的反应当中,进行了更加深入的研究和分析。

一、二氧化铈纳米材料的制备现阶段,在进行二氧化铈纳米材料的制备过程中,基本上采用三种不同的化学制备方法,分别为沉淀法、溶胶-凝胶法以及水热法。

1.沉淀法。

在使用沉淀法的时候,是一种在稀土当中,掺杂纳米材料进行制备过程中的制备方法,拥有着诸多的优势,可以在制备的过程中,极大的降低制备的成本投入,同时在进行制备的过程中操作方面也比较简单,耗费的制备时间也不算长,现阶段已经在工业化的生产当中,得到了广泛的应用。

在制备的过程中有几种沉淀法的使用,其中一种方法可以将尿素,加入到含有柠檬酸与Ce(NO3)3 ·6H2O形成蒸馏水,与乙醇的混合溶液当中,再进行离心分离的操作,使得形成白色的沉淀物,之后再使用蒸馏水与乙醇进行洗涤,并进行干燥处理。

最后在500摄氏度的环境下,进行煅烧,使得能够形成100nm的二氧化铈微球。

另一种方法下,也有对C e(N O3)3 ·6H2O的溶液当中,加入一定量的NH3·H2O,进行PH的调节,使得能够沉淀出相应的氢氧化铈,再进行一定程度的离心处理,并使用离子水进行洗涤,最后便可以溶解到尿素溶液当中,并在最后需要进行PH的调节,以此得到溶胶。

将溶胶进行干燥处理,并放置到600摄氏度的环境当中进行煅烧,形成61.85nm的立方体型二氧化铈。

同时也有方法是让Ce(NO3)3 ·6H2O 与PVP进行混合处理,保持在常温的环境下进行搅拌,之后再加入一定量的NaOH,获得浅黄色的沉淀。

超细氧化铈粉体的合成及粒度控制

超细氧化铈粉体的合成及粒度控制

超细氧化铈粉体的合成及粒度控制摘要:为了一步合成超细CeO2粉末,本文用碳酸氢铵溶液作沉淀剂,使用共流沉淀法合成CeO2的前驱体,前驱体经低温烘干、高温煅烧后得到CeO2超细粉末,同时研究了各种影响因素对CeO2粉末粒度的影响。

结果表明,加入一定量适当的分散剂可以有效控制CeO2粉末的粒度;同时料液浓度、沉淀剂的浓度、煅烧温度、保温时间均对CeO2粉末的粒度有较大影响。

通过实验,给出了优化的工艺参数,按此工艺可以直接合成粒度为0.115μm的CeO2粉末。

关键词:超细CeO2粉末;合成工艺;粒度;稀土我国稀土储量居世界之首,其中铈约占稀土总量的50%,因此,开发铈基功能材料具有重要意义。

氧化铈是一种廉价且用途极广的材料,例如用于发光材料、催化剂、电子陶瓷、玻璃抛光剂、紫外吸收等领域[1,2]。

由于氧化铈的粒度和纯度都将大大影响有关材料的性质,因此,加强高纯度、高细度氧化铈的研究开发是非常必要的。

围绕纳米CeO2粉体的制备方法已有许多文献报道,提出和实践了一些合成方法,其主要有:化学沉淀法[3]、硬脂酸凝胶法[4]、固相反应法[5]、溶胶-凝胶法[6]等。

本文使用碳酸氢铵为沉淀剂,用共流沉淀法制备了氧化铈超细粉体,并重点研究了添加剂、温度等因素对氧化铈粒度的影响。

.1 实验1.1 样品制备实验试剂主要有:氯化铈(CeCl3)液,工业纯,甘肃稀土集团公司生产;碳酸氢铵(NH4HCO3),农用级,宁夏中卫化工有限公司生产。

按实验要求量取一定量的氯化铈(CeCl3)液,按比例称取一定量的碳酸氢铵(NH4HCO3与氧化铈的重量比为1.5:1),用纯水溶成一定浓度的溶液后,用蠕动泵匀速地加入到溶有分散剂的烧杯中,所得沉淀物经洗涤、过滤,将前驱物在80~100℃条件下烘干,使之分散,置于高温炉中800~1000℃煅烧3~5h,即可得所需氧化铈粉末。

1.2 样品测试粒度测试用LS-601型(珠海欧美克)激光粒度分析仪;比表面积用ST-08比表面积仪(北京分析仪器厂)测定。

制备纳米二氧化铈粉体新工艺的研究_郭立峰

制备纳米二氧化铈粉体新工艺的研究_郭立峰

小尺寸效 纳米量级的材 料 因 其 具 有 量 子 效 应 、 应和表面效应 , 被广泛应用于许多领域 , 例如新能源 材料 、 催化 、 光电 能 转 换 等 。C e O 2 是一种廉价的材 料, 并且用途很广 泛 , 主 要 应 用 在 玻 璃 抛 光 剂、 紫外
] 1-4 。 因此 , 吸收材料 、 电子陶瓷和燃料电池等方面 [
( I n s t i t u t e o P e t r o c h e m i c a l T e c h n o l o L i a o n i n U n i v e r s i t o P e t r o l e u m a n d C h e m i c a l f g y, g y f F u s h u n L i a o n i n 1 3 0 0 1, P. R. C h i n a) T e c h n o l o g1 g y,
] 1 3-1 5 , 固相燃烧法制备纳米二氧化铈 [ 并对所得到的
产物进行了表征分析 。
1 实验部分
1. 1 主要试剂及仪器 ( 硝酸铈 ( 国药集团化 C e NO3 ) 6 H2O, 试剂 : 3· , 学试 剂 有 限 公 司 ) 柠檬酸( C 2 H2O,天 津 6H 8O 7· , 均为分析纯 。 实验用水 市光复科技发展有限公司 ) 为二次蒸馏水 。 4-1 0 型马福炉 , WQ F-5 2 0 型傅立叶变 仪器 : ; 北京 瑞 利分析仪 器 公司) 换红外光 谱 仪 ( UV 1 1 0 0 ; 紫外 分 光 光 度 计 ( 上 海 天 美 科 学 仪 器 公 司) 日本理学仪器 S D T 2 9 6 0差 热 - 热 重 联 用 分 析 仪 ( ; / 厂) 型 全 自 动 旋 转 靶 Dm a x-2 5 0 0 X- 射 线 衍 射 ; 仪( 日本理学仪器厂 ) J EM 2 1 0 0型高分辨透射电镜

氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究

氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究

氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究一、引言氧化铈是一种重要的催化剂,其广泛应用于环境保护、能源转化等领域。

然而,纯氧化铈的催化性能有待改进,因此研发氧化铈纳米复合催化材料成为研究的热点之一。

本文将重点探讨氧化铈纳米复合催化材料的制备方法以及其在电化学性能方面的研究进展。

二、氧化铈纳米复合催化材料的制备方法1. 模板法模板法制备氧化铈纳米复合催化材料,通常通过选择合适的模板来控制所得纳米材料的形貌和尺寸。

常用的模板包括有机聚合物、胶体颗粒等。

通过将氧化铈前体溶液沉积在模板上,并经过煅烧步骤,可以得到具有高比表面积和特定形貌的氧化铈纳米复合催化材料。

2. 水热法水热法以水为溶剂,在高温高压条件下制备氧化铈纳米复合催化材料。

通过调节水热反应条件,如温度、反应时间和反应物浓度等,可以控制所得纳米材料的形貌和尺寸。

此外,水热法还可以与其他制备方法相结合,如模板法和共沉淀法等,以制备具有特定结构和性质的氧化铈纳米复合催化材料。

3. 共沉淀法共沉淀法是制备氧化铈纳米复合催化材料的常用方法之一。

通过将氧化铈前体溶液和其他金属离子溶液在碱性条件下混合,并加热搅拌,使反应物共沉淀形成氧化铈纳米复合催化材料。

该方法具有简单、易操作等优点,且可以制备多种不同的氧化铈纳米复合催化材料。

三、氧化铈纳米复合催化材料的电化学性能研究1. 催化活性研究氧化铈纳米复合催化材料在催化反应中具有出色的催化活性。

例如,氧化铈纳米复合催化材料在催化有机废水降解、气体净化等方面表现出良好的效果。

研究人员发现,氧化铈纳米复合催化材料的催化活性与其特定的晶体结构和表面活性位有关。

因此,进一步研究氧化铈纳米复合催化材料的晶体结构和表面活性位分布对于改善其催化活性具有重要意义。

2. 电催化性能研究氧化铈纳米复合催化材料还具有良好的电催化性能,可以应用于能源领域。

例如,氧化铈纳米复合催化材料可作为电化学催化剂用于燃料电池和电解水器等设备中。

《纳米氧化铈制备及其粒度控制的研究》

《纳米氧化铈制备及其粒度控制的研究》

《纳米氧化铈制备及其粒度控制的研究》一、引言随着纳米科技的不断发展和应用,纳米材料在诸多领域展现出卓越的性能和广阔的应用前景。

纳米氧化铈作为一种典型的纳米材料,因其具有优异的物理、化学性质,被广泛应用于催化剂、传感器、太阳能电池等领域。

因此,研究纳米氧化铈的制备方法及其粒度控制具有重要的科学意义和应用价值。

本文将就纳米氧化铈的制备方法以及粒度控制进行研究,以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、纳米氧化铈的制备方法纳米氧化铈的制备方法主要包括物理法和化学法。

物理法主要包括蒸发冷凝法、机械粉碎法等,而化学法则包括溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法等。

其中,化学法因其操作简便、成本低廉等优点,成为制备纳米氧化铈的主要方法。

(一)溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米氧化铈的方法。

该方法以稀土硝酸盐为原料,通过控制溶液的pH值、温度等条件,使溶液中的稀土离子与碱性物质发生反应,生成凝胶状的氧化铈前驱体。

经过干燥、煅烧等处理后,得到纳米氧化铈。

(二)沉淀法沉淀法是一种简单易行的制备纳米氧化铈的方法。

该方法通过在含有稀土离子的溶液中加入沉淀剂,使稀土离子与沉淀剂发生反应生成沉淀物。

经过洗涤、干燥、煅烧等处理后,得到纳米氧化铈。

(三)水热法水热法是一种利用高温高压水溶液制备纳米氧化铈的方法。

该方法将稀土离子溶液置于高压反应釜中,在高温高压的条件下进行水热反应,生成氧化铈晶体。

经过洗涤、离心等处理后,得到纳米氧化铈。

三、粒度控制的研究粒度是影响纳米氧化铈性能的重要因素之一。

因此,研究纳米氧化铈的粒度控制具有重要的意义。

粒度控制的方法主要包括改变制备条件、添加表面活性剂等。

(一)改变制备条件制备条件对纳米氧化铈的粒度有着重要的影响。

通过调整溶液的pH值、温度、浓度等条件,可以有效地控制纳米氧化铈的粒度。

例如,在溶胶-凝胶法中,提高反应温度或降低溶液的pH 值可以减小纳米氧化铈的粒度。

(二)添加表面活性剂表面活性剂是一种有效的粒度控制剂。

浅析纳米氧化铈粉体制备新技术

浅析纳米氧化铈粉体制备新技术

浅析纳米氧化铈粉体制备新技术纳米氧化铈作为一种性能优异的新型功能材料,其应用前景十分广阔。

本文从固相法、液相法和气相法等三个方面简绍了纳米氧化铈粉体的制备研究现状,通过对比发现,制备出的纳米粉体,分散性差且存在团聚现象。

结合各种方法,提出了制备纳米氧化铈的新方法,从而能够有效改善纳米颗粒团聚问题。

标签:纳米粉体;氧化铈;制备;新技术随着稀土新材料的迅速发展和广泛应用,研究纳米氧化铈的制备工艺显得尤为重要。

近年来,人们对纳米氧化铈粉体的制备进行了大量的研究工作,但许多方法仍停留在实验室研究阶段,在很大程度上限制了纳米氧化铈产品的生产和应用。

本文对国内外纳米氧化铈粉体制备方法的研究进展作一阐述,并提出了改进纳米氧化铈粉体制备的方法。

1 纳米氧化铈制备方法目前,纳米氧化铈粉体的制备方法有很多种,根据制备条件不同大体可分为固相法、液相法和气相法三类,其中液相法是纳米氧化铈粉体制备主要采用的方法。

1.1 固相法一般是把金属氧化物或其盐按照比例充分混合,研磨后进行煅烧,最终得到金属及金属氧化物的超细粒子。

庄稼等人[1]采用氯化铈和草酸在低热条件下进行机械力固相化学反应,制备出前驱体草酸铈,通过热重和差热分析后,在400℃下分解该前驱体得到粒度在80nm以下、表面形貌为球形、结构为立方晶系的黄色二氧化铈。

固相法是一种传统的粉体制备工艺,固相反应法的特点在于工艺比较简单,且粒度可控。

但需对样品粉碎,难免会出现粉碎后组成不均的现象。

1.2 液相法液相法是在一均相溶液中,通过控制液相化学反应的各种条件(如反应物浓度、温度与时间等),制备前驱体的方法。

液相法主要包括化学沉淀法、溶胶-凝胶法、喷雾热分解和喷雾反应法、水热法等,其中化学沉淀法和溶胶-凝胶法是常用的方法。

1.2.1 化学沉淀法沉淀法是液相化学制备高纯度纳米粒子的最广泛的方法,它是把沉淀剂加入金属盐溶液中进行沉淀处理,再将沉淀物经过滤→干燥→焙烧等工艺,从而制得纳米氧化物粉末。

高纯度纳米氧化铈制备

高纯度纳米氧化铈制备

高纯度纳米氧化铈制备摘要:1.引言2.高纯度纳米氧化铈的制备方法3.高纯度纳米氧化铈的应用4.结论正文:【引言】高纯度纳米氧化铈作为一种重要的稀土元素,具有优良的物理化学性质,广泛应用于催化剂、功能材料、磁性材料等领域。

随着科学技术的进步,对高纯度纳米氧化铈的需求越来越大。

因此,研究高纯度纳米氧化铈的制备方法具有重要的实际意义。

【高纯度纳米氧化铈的制备方法】目前,高纯度纳米氧化铈的制备方法主要有以下几种:1.溶胶凝胶法:溶胶凝胶法是一种常用的制备纳米氧化铈的方法。

该方法以铈盐为原料,在适量的酸或碱的作用下,通过水解、缩聚等过程形成纳米级氧化铈粒子。

然后,通过洗涤、干燥等后处理工艺,可以得到高纯度纳米氧化铈。

2.微波辅助法:微波辅助法是另一种常用的制备纳米氧化铈的方法。

该方法在微波场中进行反应,可以显著缩短反应时间,提高反应速率,从而提高氧化铈的纯度和粒子尺寸分布。

3.共沉淀法:共沉淀法是一种以两种或多种金属离子为原料,通过共同沉淀反应制备纳米氧化铈的方法。

该方法可以有效地控制氧化铈的粒子尺寸和形貌,得到高纯度纳米氧化铈。

【高纯度纳米氧化铈的应用】高纯度纳米氧化铈具有优良的物理化学性质,广泛应用于以下几个方面:1.催化剂:高纯度纳米氧化铈具有较大的比表面积和良好的分散性,可以作为催化剂或催化剂载体,提高催化效果。

2.功能材料:高纯度纳米氧化铈具有良好的磁性能、光学性能和电学性能,可以作为磁性材料、光学材料和电子材料等。

3.环保领域:高纯度纳米氧化铈可以用于污染物的去除和污水处理,具有良好的环保效果。

【结论】综上所述,高纯度纳米氧化铈具有广泛的应用前景。

制备纳米氧化铈材料的技术开发

制备纳米氧化铈材料的技术开发

制备纳米氧化铈材料的技术开发纳米材料的发展在近二十年间取得了极大的进展,这种材料由于其特殊的物理和化学性质,成为了应用学和基础学领域的重要课题。

其中,纳米氧化铈材料是一种具有很高应用价值和广泛应用前景的纳米材料,在催化剂、电化学、光催化等领域中都有着重要的应用。

本文聚焦于制备纳米氧化铈材料的技术开发,分析研究了目前存在的技术路线、制备方法以及制备过程中的关键因素等问题。

一、制备纳米氧化铈材料的技术路线制备纳米氧化铈材料的技术路线可分为两种,分别是溶胶-凝胶法和水热法。

1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将溶剂中的金属离子和氧化物溶胶混合,经过混合、水解和凝胶化等阶段制得的纳米氧化铈颗粒的方法。

该法的优点在于制备简单、成本低、纯度高、控制尺寸分布范围较广、单分散度好。

缺点在于制备过程中需要处理的溶胶浓度较高,使结晶过程变得复杂。

2.水热法水热法是利用溶液中的水为反应媒介,通过加热压力,使溶液在高温、高压的条件下反应制得纳米氧化铈粉末的方法。

该法制备纳米氧化铈具有粒径分布范围小、形态均匀、组成一致、晶体较小等优点。

但其制备过程中需要考虑控制反应温度、压力、PH 值等因素,对实验条件的要求比较高。

二、纳米氧化铈材料制备方法1.溶胶-凝胶法制备纳米氧化铈制备纳米氧化铈的关键是溶解金属离子。

在该制备方法中,铈盐作为前驱体溶解于水或机会溶剂中,NH4OH加入制成的铈离体溶液中,随后缓慢控制沉淀物形成过程的温度和pH值,溶液转化为凝胶,并得到纳米氧化铈微晶。

2.水热法制备纳米氧化铈水热法常用的前驱体是氯化铈,先将氯化铈溶于水中得到铈离子,加入NaOH溶液变成一氢氧化铈,接下来借助葡萄糖还原一氢氧化铈转化成氧化铈凝胶,然后进行高温高压水热反应,在生长晶核的同时形成纳米氧化铈颗粒,最后用deionwater洗涤、筛选和干燥得到物质。

三、纳米氧化铈材料制备过程中的会影响成品的关键因素纳米氧化铈材料制备过程中需要控制的主要因素有下面几点:1.溶液的PH值在水热法制备纳米氧化铈的筛选中,当PH值在8左右时最适合。

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Ke r s c r m xd ; a o—p wd r p e a a in; mp ae meh d y wo d : e u o i e n n i o e ; rp rt o t e l t t o
材 料具 有 独 特 的 电学 、 光学 、 学 特性 。近年 来 , 磁 由 于这些优 良 的性 能 , 得 稀 土 基 荧 光 材 料 、 氧 材 使 储 料、 磁性 材料 、 高表 面积催 化剂 载体材 料等 得到 广泛
应用 。
米 CO 作 为一种 有效 的硅橡 胶 耐热 添加 剂 , e: 在制 备
第2 5卷 第 2期
21 0 1正









V0 . 5 No. 12 2 Ma y. 201 1
5月
J UR A O S N O G 0 Y E HNC U I E ST O N L F HA D N P L T C I N V R IY
文 章 编 号 : 0- 8 (0 0 4 3- 1 4 20 21)23 5 4 0 4 1 0 0
中 图分 类 号 :B 4 T 3 文献标识码 : A
Th s a c p 0 r s f p e a a i n o a o —c ra p wd r e Re e r h r g e s o r p r to f n n e i o e
JA G Q a , HA G X I N i Z N u—d n , E We ,I N i n o g H n JA G J u—c ag hn ,
浅 色硅 橡胶制 品 中有着 重要作 用 ¨ 。
氧化 铈 具 有 立 方 萤 石 ( a 结 构 , 学 式 为 CF) 化 C O , 广泛应 用 于催 化剂 … 、 e ,被 紫外 吸 收材 料 、 氧 敏材料 ] 固体 氧化 物 电池材 料 J抛 光材 料 等 。 、 、
等 领 域 。本 文 即对 纳 米 氧 化 铈 制 备 技 术 的研 究 现 状 做 了较 系 统 的概 述 , 重 介 绍 了 氧 化 铈 的制 备 方 法 。指 出 了各 着 种 制 备 方 法 的优 点 和 不 足 , 指 出 模 板 法 制 备 纳 米 氧 化 铈 的 优 势 以 及 广 阔 的 工业 前 景 。 并 关键词 : 化铈 ; 氧 纳米 粉 体 ; 备 方 法 ; 板 法 制 模
催 化剂 ’ 。纳米 C O 具 有 较 高 的 比表 面 积 , 用 e 在
1 引 言
稀土 元素 独特 的 f 电子 构 型 , 其 氧 化 物 纳 米 使
作催 化 剂载 体 或 活 性 组 分 时 , 有 抗 烧 结 性 能_ , 具 8 J
有 利于 活性物 种 的分 散 , 而提 高 催 化剂 的活 性 从 和选择 性 ¨ 。C O 具 有 化 学 腐 蚀 和 机械 研 磨 的 双 e 重 抛光 作用 , 其抛 光 速度 快 , 晶面 伤 害小 , 化 对 是 学机械 碾磨法 工 艺 的 主要 抛 光 材料 之 一 。此 外 , 纳
HAN h n—s a Z S a h n, HANG e—g a g Xu un
( col f a ห้องสมุดไป่ตู้ l S i c n nier g S ho o t i s c neadE g ei , m ea e n n S adn o tcn nvr t,ia 5 33 C ia hn ogP l eh i U i syJ n20 5 , hn ) y c ei n
氧 化 铈 纳 米 粉 体 制 备 技 术 的研 究 进 展
姜 倩 , 旭 东 , 文 , 久 昌, 张 何 姜 韩姗 姗 , 学广 张
( 山东 轻 工 业 学 院 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 山东 济 南 20 5 ) 5 33
摘要 : 氧化铈具有立方萤石结构 , 被广泛应用 于催化剂 、 紫外 吸收材料 、 氧敏 材料 、 固体 氧化 物 电池材 料 、 光材料 抛
o a o— c r s ma n y i t d c d T e a v n a e n i d a tg s o a o s me h d r on e fn n ei i a i l nr u e . h d a tg s a d d s v n a e f v r u t o s a e p it d o a i
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