内蒙古包头的白云鄂博稀土矿资源世界第一,轻稀土占98%以上,而其中的50%为氧化铈。为将资源优势转变为经济优势,应大力开发新型轻稀土材料,拓展其应用面,但很多方面的应用都要求其粒子具有特殊的物性,如粒子的形貌、尺寸、结构、分散性、表面性能等,这些物化性能决定其应用领域。因此,探寻更加简易可控的制备方法就非常必要。在材料合成中将生物矿化的方法引入其中,利用添加的聚合物和无机物的相互作用来实现介观尺度上的自组装,从而制备具有独特性能和显微结构特点的材料。本文利用聚阴离子电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、聚阳离子电解质聚烯丙基氯化铵(PAH)、非离子王基酚聚氧乙烯醚(NPnEO)等长链聚合物作为纳米晶体自组装的调控剂,除研究聚合物对稀土氧化物粒子的前驱体碳酸盐晶体粒子成核和生长的影响之外,还研究了聚合物和晶化单元的相互作用,并深入研究聚合物对碳酸铈晶化单元自组装的影响,得出聚合物调控纳米粒子自组装的机理。同时对煅烧后得到形貌和性能可控的粒子的物理化学性能进行表征,研究其在储放氧能力,抛光,催化,玻璃助剂等方面的应用性能。在对应用性能表征的基础上,对制备方式进行调控改进,进而发现针对应用要求的可控合成工艺。言要工作如下：1.气相法聚苯乙烯磺酸钠模板调控合成碳酸铈及氧化铈粒子性能的研究。采用气体扩散技术(气相法),利用PSS作为决定前驱体形貌(氧化铈颗粒遗传了这一形貌)的重要添加剂,研究出合成球形的、介孔的氧化铈颗粒的工艺方法；并对PSS作用下,前驱体纳米晶体通过非典型结晶来完成自组装的机理进行了研究。通过性能测试发现获得的球形氧化铈颗粒具有小粒径、高的比表面积和孔容的特征,适合作为催化材料。2.气相法聚烯丙基氯化铵模板调控合成碳酸铈及氧化铈粒子性能的研究。采用气体扩散技术(气相法),利用PAH作为模板调控剂,研究出合成球形的氧化铈颗粒的最佳条件；并研究了不同干燥方式对Ce02粒度的影响。通过性能测试发现：获得的小粒径、高比表面积的球形氧化铈颗粒作为光掩膜材料抛光粉,比我们研究的用于工业化生产的氨水-草酸协同沉淀法制得的超细CeO2更适合。3.液相法聚烯内基氯化铵模板调控合成碳酸铈及氧化铈粒子性能的研究。本实验采用传统的液相合成的手段,利用阳离子聚电解质-聚烯丙基氯化铵(PAH)为模板剂,调控晶体定向生长,最终合成由六棱片状组成的花瓣状碳酸铈前驱体及氧化铈粒子。通过改变加料方式、PAH浓度、反应温度等因素,分别进行单因素实验,确定了制备花瓣状碳酸铈前驱体及氧化铈晶体的最优条件；详细研究PAH调控机理,发现PAH与Ce3+形成了π-烯丙基络合物,调控晶核的形成位点;并对Ce02粒子的紫外吸收性能进行了研究,发现花瓣状Ce02对紫外线具有较强的吸收和反射作用,并且吸收区间发生明显变化,由UVB区红移到UVA区。4.壬基酚聚氧乙烯醚调控制备碳酸铈及在玻璃中的应用。采用非离子型有机高分子壬基酚聚氧乙烯醚作为模板剂,研究了壬基酚聚氧乙烯醚浓度、CeCl3浓度、加料方式及PH值对碳酸铈颗粒形貌的影响,制备出形状规则,尺寸均匀(6 μm左右),且分散性很好的梭形碳酸铈。探索了壬基酚聚氧乙烯醚调控碳酸铈形貌机理,并将其应用于玻璃中,改善了玻璃的性能。