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纳米粒子以其独特的光、声、电、磁、热、催化、力学、化学活性等性质及巨大的潜在的高科技前景,成为材料科学研究的热点之一,引起世界各国科学家的极大关注。 CeO2是一种廉价、用途极广的轻稀土氧化物。与其它无机粉体一样,纳米化后的CeO2产生一些新的性质和新的用途。但是,目前由于尚无成熟的制备方法和技术,使纳米CeO2的制备和应用研究仍停留于实验室阶段,所以其合成研究是十分必要的。 本文简要介绍了我国CeO2的资源和市场以及国内外纳米CeO2的应用现状:分析对比了纳米CeO2制备研究现状;重点讨论了沉淀法制备纳米粉体的理论基础:结合铈(Ⅲ)离子、铈(Ⅳ)离子的氧化—还原电位分析,提出以两步沉淀法来制备纳米二氧化铈。 试验的主要研究内容: (1)通过不同沉淀剂的制备研究,选择以硝酸铈、双氧水和氨水为基本原料,经过铈(Ⅲ)离子的氧化和铈(Ⅳ)离子的沉淀两个主要过程制备纳米二氧化铈。 (2)对纳米二氧化铈制备过程中可能的一些影响因素(反应组分的浓度,沉淀剂的加入量,焙烧温度,焙烧时间等)进行了研究,并通过TG—DTA分析手段对前驱物进行热重分析;用XRD、SEM及TEM等测试手段对产物的粒度和晶型进行分析;探索了各个因素对纳米二氧化铈制备的影响及各因素间的交互作用;确定了在该试验条件下制备纳米二氧化铈比较优化的制备条件。制备出粒度在10nm左右、分散性良好的纳米CeO2。 (3)通过团聚机理和消除方法的分析,本试验采用高分子分散剂(PVA)和改变干燥方式的应用研究以提高所得产品的分散性。 (4)通过紫外—可见光光度计研究分析对比市售二氧化铈与纳米级二氧化铈紫外吸收性能。研究表明:纳米CeO2有很好的紫外吸收性能。但是,目前还未见到将纳米二氧化铈应用于光降解方面的研究。本试验借助于721分光光度计对纳米二氧化铈的紫外吸收光降解性能进行了初步研究。