论文部分内容阅读
由于稀土微/纳米材料独特的光、声、电、磁、热、催化等性能以及其它各种潜在的应用,近年来得到人们的广泛关注。稀土氧化物是一类重要的稀土化合物,因而得到广泛的应用和研究。其中,CeO2是一种廉价、分布最广的稀土氧化物。CeO2及其复合物在陶瓷、三效催化剂、氧传感器、紫外线吸收剂、玻璃抛光材料等高科技领域得到广泛应用。Y2O3则被广泛应用于燃料电池、氧传感器、荧光粉、超导材料、先进结构陶瓷等领域。为此,本论文以CeO2和Y2O3为研究对象,通过各种合成方法和途径,选择性地控制合成条件制备出一些具有新颖结构和形貌的微/纳米结构；并对其合成规律进行归纳和总结,对其合成机理进行研究探讨,对产物的性能进行研究,以期为其它稀土氧化物微／纳米结构的合成提供理论依据和方法路线。本论文主要包含以下几方面的研究内容：1.CeO2微/纳米结构的合成与表征1.1纳米Ce02的低温水热合成与表征：在低温水热条件下,通过一步法合成出尺寸可控的二氧化铈纳米粒子。实验发现二氧化铈纳米粒子的粒径可以很容易地通过改变反应温度进行控制,其粒径随着反应温度的升高而增大。1.2 Ce02微米盘的合成及表征：在无模板剂或表面活性剂的条件下,以乙二醇为溶剂、Ce(NO3)3为铈源、过硫酸铵为沉淀剂和氧化剂,在160℃下反应48 h合成出等级结构的圆盘状Ce(SO4)2。在1100℃下煅烧4h后,得到盘状CeO2微米级超结构。其直径大约为9.1gm,厚度大约为320 nm。紫外吸收测试表明微米盘在紫外区有很强的吸收能力。用同样的方法得到圆盘状的氧化镧、氧化钐以及不同形貌的氧化钇。2.二氧化铈复合物的低温熔盐合成与表征在200℃下首次通过熔盐法直接合成出纳米CeO2-ZrO2复合物,并对其进行表征。此外,还合成了Ce2Ti05,并对其光降解甲基橙性能进行研究。结果显示,Ce2Ti05对甲基橙具有降解能力。3.Y2O3微/纳米结构的合成与表征3.1中空的长方体/正方体状Y2O3超结构的制备及表征：用溶剂热法合成了具有等级结构的Y2(SO4)3·xH2O和Y203中空的长方体和正方体结构。实验发现Y203的形貌可以通过改变反应物的浓度进行调控。另外,本文还对其发光性能进行简单研究。3.2三棱柱状Y2O3超结构的混合溶剂热合成及表征：在溶剂热条件下,以乙醇和水为混合溶剂、三乙烯四胺为沉淀剂得到三棱柱状Y2O3。实验表明反应时间、有机碱类型和溶剂的组成对产物的形貌具有明显的影响。