纳米氧化铈在高新技术领域中的应用及其制备研究进展

根据最新文献报道，介绍了纳米CeO2的功能特性和在现代高新技术领域中的应用，综述了国内外有关纳米CeO2的多种制备方法及其特点，并对纳米CeO2研究的发展趋势提出了新的展望，以期为继续深入研究和开发纳米CeO2新型功能材料提供参考和借鉴。     

硬脂酸对CeO2纳米粒子的表面修饰研究

利用表面修饰法合成了硬脂酸修饰的 CeO2 纳米粒子,采用透射电子显微镜(TEM)观察了经表面修饰的CeO2 纳米粒子的形貌及分散性,并采用红外光谱(IR)、紫外可见分光光度计等对修饰的CeO2 纳米粒子进行了表征。结果表明:表面修饰剂硬脂酸与 CeO2 纳米粒子表面之间发生了化学键合作用;修饰后的CeO2 纳米粒子表面存在疏水有机基团,阻隔了 CeO2 纳米粒子的团聚,起到了分散作用;同时,修饰后的CeO2 纳米粒子在苯乙烯中的稳定性得到了提高。并且获得了硬脂酸的修饰量与CeO2 纳米粒子的最佳配比。     

纳米CeO2/阴离子聚氨酯复合材料

采用纳米微粒直接分散法合成了纳米CeO2／阴离子聚氨酯复合材料，粘度分析表明，随着纳米CeO2含量的增加，复合材料的粘度降低；FT—IR分析表明，CeO2的吸收峰出现蓝移现象；TEM和先散射粒径分析表明，复合粒子仍以纳米量级存在，平均粒径为35nm，且呈单分散状态，CeO2纳米粒子均匀分散在聚氨酯中。并且对复合粒子形成机理及稳定性进行了初步探讨。     

纳米CeO2粉末的制备及应用研究

综述了近年来国内外有关纳米CeO2粉末制备方法的报道,主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、低温燃烧合成法、溶剂热法等,还介绍其在汽车尾气净化催化剂、抛光粉、紫外吸收材料、新型结构陶瓷等方面的应用,最后提出掺杂元素的纳米CeO2粉末的应用前景.     

聚苯乙烯/CeO2纳米复合微球的粒径及其影响因素

采用原位悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/CeO2纳米复合微球。讨论了引发剂浓度、CeO2纳米粒子含量、分散剂聚乙烯醇浓度及复配分散剂等对纳米复合微球粒径及其分布的影响。结果表明,随着引发剂浓度和CeO2纳米粒子含量的增加,纳米复合微球粒径变小,粒径分布变窄;随着复配分散剂中聚甲基丙烯酸钠含量的增加,粒子粒径变小,粒径分别变窄。制得的聚苯乙烯/CeO2纳米复合微球粒径可控。     

沉淀剂对纳米CeO_2粒径及Zeta电位的影响研究

采用不同沉淀剂制备纳米CeO2.用FE-SEM、XRD、IR、马尔文动态激光散射纳米粒度及Zeta电位仪等对纳米CeO2的微观尺寸和形貌,以及Zeta电位进行了表征.结果表明:CeO2呈球形,尺寸均小于100nm且和所选用的沉淀剂有关.随着所采用沉淀荆pH值的增加,纳米CeO2的O-Ce键合强度增强,制备的CeO2试样的Zeta-pH曲线依次下移,等电点依次左移.同时,团聚粒径减小,分布集中.     

微波法制备纳米CeO_2及其光催化性能

以硝酸铈和柠檬酸为原料,采用微波加热法制备纳米CeO2粒子,采用X射线衍射仪和透射电镜对产物进行表征,考察纳米催化剂在太阳光下的光催化活性。结果表明,当微波功率为450 W,微波加热时间为60 s时,制备的样品为萤石型立方结构的纳米CeO2粒子,平均粒径为19.62 nm;以纳米CeO2为光催化剂对次甲基蓝溶液进行降解实验,当催化剂添加质量浓度为0.6 g/L时,日光照射120 min后次甲基蓝的脱色率为82%,较研磨法提高了21%。     

纳米CeO2在聚合物中的应用

综述了纳米CeO2在提高聚合物的抗老化性能、力学性能、热稳定性能、导电性能及纳米CeO2/聚合物复合材料作为催化材料方面的应用。     

纳米二氧化铈的电化学制备与表征

在铈盐溶液中用电解的方法制备了CeO2 纳米粉体。X 射线衍射表明 ,所得产物为立方晶系CeO2 ;SEM分析表明 ,CeO2 纳米粒子呈球形 ,晶粒度约 10nm ;TEM分析表明 ,粒径分布均匀 ,粒子不发生团聚 ;电子衍射表明 ,CeO2 纳米粒子为多晶结构。实验探讨了溶液浓度、电流密度等因素对CeO2 质量和产量的影响     

纳米CeO2制备技术的研究进展

从气相、固相、液相3个方面分别评述了纳米CeO2制备技术的最新研究进展,并对各种制备方法进行了比较分析,得出了各种制备方法的优缺点.与气相法相比,液相沉淀法具有设备简单、无需高真空等苛刻物理条件、易放大等优点;与固相法相比,液相沉淀法制备的粉体纯度高、团聚少,易实现工业化生产,发展前景广阔.但液相沉淀法也存在纳米CeO2产品颗粒团聚、粒度分布不均匀、单分散性差等缺点,可以通过研究纳米CeO2的成核和生长机制、过程影响因素等来改善产品质量.     

球磨工艺参数对醇水系纳米CeO2悬浮液稳定性的影响

使用行星式球磨机分散醇水系纳米CeO2悬浮液,引入沉淀率及其变化量评价其分散稳定性,讨论了球磨时间、球料比、球磨机转速和纳米CeO2质量分数对分散稳定性的影响.通过破碎力打开团聚体的形式来分析球磨时间的影响,从颗粒受作用次数方面来讨论球料比的影响,球磨机转速是划分研磨力和冲击力的主次地位的重要参数;理论Ce2O质量分数...     

测试介质对纳米CeO_2改性SPEEK膜质子电导率的影响

采用纳米氧化铈(CeO2)改性磺化度48.3%的磺化聚醚醚酮(SPEEK),通过溶液浇铸法制备用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜.在两种介质中测试改性膜的电导率均随温度的升高而增大,与未改性膜相比却大小正好相反:在1 mol/L以盐酸溶液为电解液的测试介质中,改性膜的电导率是未改性膜的15倍,在水蒸气测试介质中,却仅为40%.红外光谱分析表明,CeO2中的铈原子与—SO3H基团中的氧原子发生配位作用.X射线衍射仪(XRD)分析可见,当复合膜浸入1 mol/L盐酸4 h前后,纳米CeO2的晶体结构未见明显变化,表明所发生的配位作用仅处于CeO2和SPEEK两个固相界面上.扫描电子显微镜(SEM)观察改性膜和未改性膜均无网络结构和微相分离,质子在膜内通过—SO3H基团之间的跃迁传导,酸溶液介质远比水蒸气有利于质子在纳米CeO2改性SPEEK膜内磺酸基团之间的跃迁.     

复合纳米TiO2-CeO2的制备及其紫外屏蔽性能

采用直接沉淀法制备了TiO2-CeO2纳米复合氧化物,分析了不同铈钛摩尔比、pH和不同反应温度对合成复合氧化物及其紫外屏蔽效果的影响。研究结果表明,采用直接沉淀法制得了面心立方结构CeO2和锐钛矿型的TiO2混合物,铈钛摩尔比为0.4时复合氧化物在250～450nm波段之间有良好的紫外屏蔽性能。     

接枝聚合聚苯胺/CeO2-COOH复合材料的性能及聚合机制

对二氧化铈(CeO2)进行羧基化改性得到羧基化二氧化铈(CeO2-COOH),并与苯胺(An)接枝聚合得到核壳结构聚苯胺/二氧化铈复合材料(PANI/CeO2-COOH)。采用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜及旋转圆盘电化学测试技术分析材料的结构及性能。结果表明,CeO2-COOH的CeIII/CeIV的比值接近1,具有较高的表面氧空位;PANI/CeO2-COOH中PANI接枝效果较好,而且与纯PANI结构相同;CeO2-COOH与PANI之间通过价键接枝形成的PANI/CeO2-COOH复合材料起始分解温度在228℃左右,且在200~600℃内的分解速率较慢,表现出较好的热稳定性;在1mol/LH2SO4中对电极进行循环伏安和恒电流充放电测试,PANI/CeO2-COOH复合材料电极不仅具有良好的峰对称性和最高阳极峰电流,而且还具有较好的电容性能,当电流密度为0.5A/g时,比电容达到149.5F/g。     

CeO2纳米管的水热合成、表征及性能研究

以P123为表面活性剂,采用水热法合成CeO2纳米管.研究反应时间、反应温度、表面活性剂浓度对CeO2纳米管形成的影响规律.采用TEM、XRD、N2吸脱附仪对样品的微观结构进行表征.并考察CeO2纳米管对亚甲基蓝溶液的催化性能.结果表明,当反应时间为72 h、反应温度为160℃、n(P123):n(CeCl3.7H2O)=1:5时,可制备出单晶结构的CeO2纳米管.所制备的CeO2纳米管外径为40~60nm,内径为20 nm左右,长度为500~1000nm.CeO2纳米管是由Ce(OH)3晶种的溶解再结晶-异向生长-自我卷曲形成的.相对于CeO2纳米颗粒和CeO2纳米棒,CeO2纳米管对亚甲基蓝染料的脱色率有明显提高.这与CeO2纳米管孔道的吸附作用,暴露的高反应活性面(110)和表面有大量缺陷有关.     

CeO2修饰的透明TiO2纳米管电极的电致变色器件

采用电化学沉积法在阳极氧化制备的TiO2纳米管阵列管壁上沉积一层CeO2纳米颗粒,再将CeO2修饰的透明TiO2纳米管阵列薄膜对电极与聚三甲基噻吩变色电极组装成透过型电致变色器件.实验结果表明:CeO2修饰的TiO2纳米管阵列薄膜仍保持良好的光透过性,其电荷存储能力比纯TiO2纳米管电极提高了30%.经CeO2修饰的TiO2纳米管改善了器件的性能,与对电极为单一TiO2纳米管阵列的器件相比,其对比度仍保持在38%左右,其褪色时间由1.3 s缩短为0.8 s.电致变色器件快速响应得益于纳米管与纳米颗粒组成的复合结构的高比表面积和快速的电荷传输过程.     

CeO2掺杂氧化锌压敏阀片压敏电位梯度与显微组织的研究

采用添加微量CeO2的方法，提高氧化锌压敏阀片的电位梯度，使之具有优良的综合性能。同时研究了微量CeO2添加剂对氧化锌压敏电阻片的压敏电位梯度的影响，并通过SEM测试手段对其微观组织结构进行了分析研究，从理论上探讨了CeO2影响氧化锌压敏阀片压敏电位梯度与组织的机理。研究结果表明，在0～0．06％（摩尔分数）成分范围内，随着CeO2含量的增加，氧化锌压敏阀片的压敏电位梯度明显提高；当CeO2含量超过0．06％（摩尔分数）时，随其含量的增加，氧化锌压敏阀片的压敏电位梯度又呈降低趋势。其原因是CeO2加入到氧化锌压敏阀片中，以原相形式独立存在的CeO2相钉扎在晶界，阻碍晶界运动，抑制了ZnO晶粒的生长；另一方面，CeO2添加剂在陶瓷烧结过程中使ZnO晶体的自由电子浓度增大，填隙锌离子Zni的总浓度下降，因而填隙锌离子的传质能力下降，抑制了ZnO晶粒的生长，因而晶粒尺寸随CeO2的添加而下降，压敏电位梯度显著提高。