納米氧化鈰相關(guān)材料的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、鈰作為一種重要的稀土元素，在地殼中含量十分豐富，而氧化鈰(CeO2)是一種廉價(jià)而用途極廣的材料，廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料、紫外吸收材料、催化劑、玻璃的拋光、耐輻射玻璃、電子陶瓷等領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著稀土新材料和納米技術(shù)的迅速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)納米CeO2粉末具有新的優(yōu)異性能及應(yīng)用，CeO2納米材料的制備、功能特性及應(yīng)用研究己成為一個(gè)迫切需要研究的課題。
　　本文采用一種低溫常壓、操作簡(jiǎn)單、成本低廉、便于工業(yè)化推廣的合成新方法—復(fù)合氫氧化物媒介

2、法(composite-hydroxide-mediated，CHM)合成出超細(xì)的納米CeO2顆粒、納米CeO2顆粒包覆碳納米管以及鋇摻雜CeO2納米線。
　　用CHM法合成的CeO2納米顆粒通過(guò)XRD、TEM、HRTEM以及UV-vis的表征，發(fā)現(xiàn)其顆粒徑很小，約2-8nm，用CHM法合成的CeO2納米顆粒通過(guò)XRD、TEM、HRTEM以及UV-vis的表征，發(fā)現(xiàn)其顆粒徑很小，約2-8nm，顆粒的對(duì)應(yīng)晶面自組裝組合。而導(dǎo)致了反常

3、的XRD現(xiàn)象。
　　利用CHM法在經(jīng)過(guò)硝酸處理的碳納米管上沉積了CeO2納米顆粒，并對(duì)其進(jìn)行了XRD、SEM、UV-vis和FTIR表征。發(fā)現(xiàn)純碳納米管表面具有很穩(wěn)定的石墨結(jié)構(gòu)，很難沉積CeO2納米顆粒。但是碳納米管經(jīng)過(guò)硝酸處理之后，表面部分碳-碳雙鍵被打開(kāi)并上了羧基、羥基等官能團(tuán)，而這些官能團(tuán)可以作為活性中心而使CeO2納米顆粒在其表面沉積并生長(zhǎng)。因此碳納米管的表面修飾是CeO2納米顆粒能否沉積和沉積質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。
　　

4、通過(guò)CHM法對(duì)CeO2進(jìn)行鋇摻雜后，合成了一種新的納米材料—鋇摻雜的氧化鈰納米線。通過(guò)XRD、SEM、TEM和HRTEM的表征，發(fā)現(xiàn)它具有CeO2的螢石結(jié)構(gòu)，獨(dú)特的一維線狀形貌，長(zhǎng)3-20μm，納米線結(jié)晶好為單晶，沿[110]方向生長(zhǎng)，生長(zhǎng)機(jī)理則遵從“溶解—結(jié)晶”模型。利用該納米線做成的膜電極具有很好的濕敏特性，電極電阻隨濕度變化劇烈，響應(yīng)時(shí)間和回復(fù)時(shí)間分別為1分鐘和2分鐘。用離子導(dǎo)電模型解釋了該電極的濕敏機(jī)理。
　　通過(guò)光刻與聚