CeCO2納米材料水熱合成及其鐵磁性研究.pdf

1、作為地殼中含量最多的一種稀土氧化物，二氧化鈰(CeO2)因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)，而在熒光材料、燃料電池、光催化材料以及磁性材料等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究結(jié)果表明:納米級CeO2材料的性質(zhì)與其顆粒形貌、顆粒尺寸、晶格常數(shù)以及晶體缺陷等因素密切相關(guān)。
　　本學(xué)位論文使用水熱法制備CeO2納米材料。使用X射線衍射儀測試分析樣品物相組成;使用掃面電鏡和透射電鏡分析樣品顆粒形貌以及顆粒大小;用X射線電子能譜測試分析樣品表面

2、成分以及元素化學(xué)狀態(tài);運(yùn)用激光顯微共聚焦拉曼光譜儀測試樣品晶體的缺陷，其激發(fā)波長為532nm;使用紫外可見紅外分光光度計測試樣品的吸收譜，并計算樣品的能帶寬度;使用綜合物性測量系統(tǒng)測試樣品磁滯回線。實(shí)驗內(nèi)容如下:
　　1.采用CTAB輔助水熱法，以Ce(NO3)3·6H2O為鈰源、以尿素為礦化劑，在180℃下成功合成蝴蝶結(jié)狀CeOHCO3微結(jié)構(gòu)，并通過500℃退火制得純的CeO2粉末。XRD測試結(jié)果顯示所制得樣品為純的CeO2，X

3、PS和拉曼光譜測試表明樣品表面存在少量的Ce3+以及氧空位，磁性測試表明此樣品在室溫下表現(xiàn)出良好的鐵磁性。通過分析我們認(rèn)為此室溫鐵磁性是由CeO2顆粒表面出現(xiàn)Ce3+導(dǎo)致的。
　　2.采用CTAB輔助水熱法，Ce(NO3)3·6H2O為鈰源、以NH4HCO3為沉淀劑、180℃條件下成功制得四種不同形貌的CeO2前驅(qū)體。XRD測試顯示最終制得樣品均為純的CeO2粉末。XPS測試分析顯示CeO2樣品表面存在少量Ce3+，并且高濃度NH

4、4HCO3條件下制得樣品表面Ce3+濃度較低。四個樣品的能帶寬度較之塊體CeO2能帶寬度都有不同程度的減小，并且制得樣品均呈現(xiàn)出室溫鐵磁性，飽和磁化強(qiáng)度隨著能帶寬度和晶格常數(shù)的增加而減小，隨著Ce3+濃度減少而減小。我們認(rèn)為CeO2室溫鐵磁性與Ce3+的濃度密切相關(guān)，Ce3+濃度越高，其鐵磁性能越好。
　　3.采用水熱法分別制備出不同Co摻雜量的CeO2納米顆粒。XRD數(shù)據(jù)顯示制得樣品中并無除CeO2之外的物相存在。XPS測試數(shù)據(jù)