二氧化铈纳米晶的制备及催化性能研究

二氧化铈纳米材料的合成及性能研究

二氧化铈纳米材料的合成及性能研究 内容摘要 国内外早已开始了对纳米氧化铈颗粒制备技术与性能的研究。氧化铈具有立方萤石结构。它有热稳定性高,氧气储存能力强和可以在Ce3+和Ce4+氧化状态之间简单的转换的特性，因此它吸引了研究者广泛的兴趣。它已广泛应用于催化剂、紫外吸收材料,氧敏感材料、固体氧化物电池材料和抛光材料等领域。氧化铈在合成氧化CO的催化剂上展现的性能尤为突出。液相制备方法是纳米氧化铈众多制备方法的一种，它因为制作工艺相对简单的优点在所有制备方法中脱颖而出。液相制备法很适合大规模生产,它在研究方向上的前途也可预测。本文将对上文做详细描述。 Abstract Preparation technology and research progress of CeO? nanoparticles researched both at home and abroad.Cerium oxide has cubic fluorite structure. It has attracted extensive interest due to its high thermal stability,oxygen storage capacities, and easy conversion between Ce3+ and Ce4+ oxidation states。It has been widely used in catalyst，ultraviolet absorption material，the oxygen sensitive material，solid oxide cell material and polishing material and so on．Especially, CeO? have been successfully synthesized and used for CO catalytic oxidation.Kinds of preparation methods of liquid phase and their differences are especially emphasized according to the advantages of liquid phase method, which can be easily enlarged in industry, and futrue directions of research are also predicted. CeO2 have been successfully synthesized and used for CO catalytic oxidation.We will give more details about what describes below. Key: CeO?liquid phase method CO catalytic oxidation

氧化铈在催化剂中的作用

稀土催化材料在汽车尾气净化中的作用 目前国外广泛开发应用于汽车尾气净化的催化剂基本上是由铂(Pt)，铑(Rh)等贵金属组成的,目前, 普遍使用的铂铑基贵金属三元催化剂主要通过Pt 的氧化作用净化HC , CO , 通过Rh 的还原作用净化NO x 。该催化剂虽具有活性高、净化效果好、寿命长等优点，但是造价也较高，尤其是Pt、Rh等受到资源限制。为了缓解Pt特别是Rh的供应与需求之间的矛盾，广泛使用价格相对便宜的钯(Pd)， 开发了Pt，Rh和Pd组成的催化剂以及钯催化剂。 人们发现用稀土代替部分贵重金属制成的催化剂成本低，而且能获得满意 的净化效果。 稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主，其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性，有效地控制排放尾气的组分，能在还原气氛中供氧，或在氧化气氛中耗氧。二氧化铈还在贵 金属气氛中起稳定作用，以保持催化剂较高的催化活性。所以开发稀土少贵金属的汽车尾气净化剂，是取稀土之长补贵金属贵属之短，生产出具有实用性的汽车尾气净化剂。其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长，因此在汽车尾气净化领域备受青睐。 稀土元素外层电子结构相似，稀土元素间的催化性能差别比较小，总的催化活性比不上外层电子结构的过渡元素及贵金属元素。在现行的实用工业催化剂中，稀土一般只用作助催化剂或催化剂中的一种活性组分，很少作为主体催化剂。 作为贵金属催化剂的助剂，稀土能够提高和改变催化剂的性能，其助剂的作用远远大于传统意义上的碱金属或碱土金属元素。我国的机动车排放污染严重，然而我国贵金属贫乏而稀土资源丰富，因此稀土应用于机动车尾气处理在我困得到广泛的应用。 稀上在机动车尾气净化催化剂中主要是具有储氧和催化作用，将其加入催化剂活性成组中，能提高催化剂的抗铅、硫中毒性能和耐高温稳定性，并能改善催化剂的空燃比工作特性。 稀土在TWC中的应用 稀土氧化物特有的性质早已引起了国内外催化剂研究工作者的广泛关注，然而到目前为止稀上氧化物多用作催化剂载体和助剂。稀土在催化剂中的作用主要有以下几方面。 1.汽车尾气净化催化剂活性成分 汽车尾气中的主要有害成分为碳氧化合物(Hc)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO)，在净化器中的化学反应包括氧化和还原反应。因此，需要找出一种能使氧化和还原两类反应同时进行的三元催化剂，使催化剂在汽车排气管内借助于排气温度和空气中氧的浓度，对尾气中的CO、HC和NO同时起氧化还原作用，使其转化成无害物质C02、H20和N2。Ce、La稀土催化活性的研究结果表明：Ce02的引入明显提高了CO和NO的催化转化活性。因此，可用稀土氧化物完全或部分代替贵 金属来担当催化剂的活性组分，催化还原Co、HC和No。 2提高催化剂的抗中毒能力

纳米二氧化铈溶液

运输及保存： 1、运输与存放过程中要避免光直射，适合运输与存放温度为5℃～50℃。 2、保质期一年，建议半年内使用。 包装：50Kg/桶，或可据客户要求

Nano-cerium oxide solution Features: SH-005series-based solution is the Ceria Ceria powders dispersed in aqueous medium,the formation of a high degree of fragmentation,homogenization and stabilization of nano-ceria water-based liquids.With a small grain size characteristics,suitable for isolation of UV sunscreen agent in cosmetics,plastics,paints used in the anti-aging agents;and lattice-type intact than the major and the formation of pores in ceramics is not easy;product has a good dispersion of transparent,easy-to-be added to plastic,silicone rubber and other polymers. Specifications: Model Main technical parameters PH Value ProportionConcentration （%） Particle size （nm） Solvent Appearance SH-0057～9 1.5～1.620～4020～500 Water-organic solvent Milky yellowish liquid Note:According to customer demand can produce into different concentrations and different particle size. Application areas: 1,as the inorganic UV absorber:Add in the glass,can absorb ultraviolet and infrared rays, for automotive glass,not only UV,but also to reduce the temperature inside the vehicle, thereby saving air-conditioning electricity. 2,can be used in fuel cell materials,hydrogen storage materials,nano-cerium oxide tungsten electrodes,gas catalyst,some permanent magnetic materials,all kinds of alloy steel and non-ferrous metals. 3,for the alloy coating:Add in the zinc-nickel,zinc,diamond and zinc alloy zinc power to change the crystallization process,to promote crystal plane preferred orientation produced, the organization more uniform coating,more compact,so as to enhance corrosion resistance; 5,with in functional ceramics(such as electronic ceramics,structural ceramics):Can a low sintering temperature,inhibiting crystal growth,improve the ceramic densification; 6,polymers(such as paint,ink and paper,etc.):increase the polymer thermal stability and anti-aging properties. 7,for plastic,rubber,heat stabilizer,anti-aging agents and lubricants can improve the lubrication coefficient,

二氧化铈形貌控制及其电化学性能研究进展

二氧化铈制备、表征及其电化学性能研究进展 1 前言 二氧化铈是一种重要的稀土氧化物功能材料，纳米CeO2保留了稀土元素具有独特的f层电子结构，晶型单一，具有高的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特性，因此就产生了许多与传统材料不同的性质。纳米CeO2有宽带强吸收能力，而对可见光却几乎不吸收，当其被掺杂到玻璃中，可使玻璃防紫外线，同时不影响玻璃本身的透光性[1,2]。另一方面，CeO2还是很好的玻璃脱色剂，可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而达到脱黄绿色效果。作为一种催化剂，二氧化铈的催化性能受其尺寸、形貌以及掺杂元素的影响，而其中掺杂元素对其尺寸、形貌也有影响[3]。在汽车尾气净化的三效催化剂（三效催化剂的特性是用一种催化剂能同时净化汽车尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CnHm)和氮氧化物(NOx)）中，它是一种重要的组分。由于纳米CeO2的比表面积大、化学活性高、热稳定性好、良好的储氧和释氧能力，可改变催化剂中活性组分在载体上的分散情况，明显提高其催化性能，并能提高载体的高温热稳定性、机械性能和抗高温氧化性能。CeO2还在贵金属气氛中起稳定作用，提高CO、CH4及NOx的转化率，并使催化剂保持较好的抗毒性及较高的催化活性[4]。CeO2还应用于许多领域，如抛光粉、荧光粉、储氢材料、热电材料、燃料电池原料(SOFCS电极)[5,6]、光催化剂[7]、防腐涂层、气体传感器[8,9]等方面。因此，纳米化的CeO2将在高新技术领域发挥更大的潜力。 2 二氧化铈的研究进展 对于环境和能源相关领域的应用来说，可控合成二氧化铈纳米结构材料是一个势在必行的问题。由于颗粒尺寸的减小，纳米固体通常具有高密度表面。因此，相对于普通材料来说，纳米结构二氧化铈吸引很多关注和研究，以提高其氧化还原性，输运性能和电化学性能。 在过去的十年中，有大量的关于纳米结构二氧化铈及其应用的文章发表。特别地，Traversa 和Esposito[10]研究了二氧化铈微结构在特殊离子器件中的运用，通过粉末尺寸、掺杂物含量和烧结温度/时间因素联合作用进行调节。Bumajdad等[11]综述了在胶体分散体系中合成具有高表面积的二氧化铈作为催化材料的最新研究。Guo和Waser[12]综述了受主掺杂二氧化锆和二氧化铈晶界的电性能。Yan等[13]大量综述了控制合成和自组装二氧化铈基纳米材料。Yan课题组还演示了在合成和自组装纳米晶过程中对配位化学原理的应用，尤其是配位效应对结构/微结构/纹理，表面/界面，颗粒尺寸/形貌的控制[14]。另外，Vivier和Duprez[15]综述了二氧化铈基固体催化剂在各种有机合成反应中的应用。 2.1 纳米二氧化铈的制备 在过去的二十年里，有许多研究关于制备二氧化铈纳米颗粒及其形貌控制。合成方法有：沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、热分解法、水解法、气相冷凝法、超声化学合成等等。普遍认为从液相中析出固体晶体包括两个步骤：成核与生长。研究发现，成核的晶种、动力学控制、温度、通过使用表面活性剂调节表面的选择性活化能是影响各向异性生长的关键因素。通过精确地平衡和控制这些参数，可实现纳米晶形状的有效控制。通过控制合成进程使二氧化铈具有理想的形貌和微观结构，并有效地控制其氧空位，就能够合理地设计出高活性的二氧化铈应用材料。 （1）一维纳米结构二氧化铈的合成 一维纳米结构二氧化铈（如纳米线、纳米棒和纳米管）因其新颖的物理性能和潜在的应用已被仔细地研究。为研究材料的尺寸和维度对其物理和化学性能的影响提供了机会[16]。对于纳米器件来说，一维纳米结构材料也是具有应用前途的。通过各向异性生长获得一维纳米结构，从热力学和动力学的角度控制其生长的途径，影响其生长的可控制因素主要有溶剂、表

二氧化铈基催化剂制备及其在汽车尾气净化中的处理效果研究

二氧化铈基催化剂制备及其在汽车尾气净化中的处理 效果研究 【摘要】本研究主要讨论用十八胺热解金属硝酸盐得到金属氧化物颗粒的方法，制备二氧化铈基催化剂，并尝试掺杂了金属铜和锆，通过控制掺杂物的比例、浓度、反应时间、反应温度等因素对产物粒径及催化剂催化速率的影响，得到了催化速率更好的催化剂，改良了汽车尾气处理工艺。 【Abstract】This research mainly is a discussion about using the method of metal oxide nanoparticles pyrolysised with Octadecylamine metal nitrate to prepare the Cerium oxide based catalyst.And try to doping metal Copper and Zirconium.By controlling the dopant ratio, concentration, reaction time, reaction temperature and other factors have effact on the particle size and the catalytic rate.The catalytic rate achieved a better level and automotive exhaust treatment process has been improved. 【关键词】二氧化铈；合成催化剂；汽车尾气处理 0 引言 铈作为稀土金属之一，因其氧化物二氧化铈具有优越的氧化还原性质和高储氧能力，成为催化剂领域里研究最广范的金属氧化物之一。二氧化铈基材料，特别是掺杂了其他金属（如Cu，Zr等）的改良催化剂，具有很多优良的性质。若能充分地将其性能应用于汽车尾气处理的过程中，必然能对环境保护工作起到很积极的作用[1]。 本研究利用十八胺既可以做分散剂，又可以做表面活性剂的特性，热解金属硝酸盐制备金属氧化物催化剂。通过以二氧化铈为主的催化剂的催化特性的研究，改良二氧化铈基催化剂的制备方法，并将所得催化剂进行汽车尾气处理催化效率的模拟研究，探索了十八胺热解金属硝酸盐制备催化剂材料的最佳反应条件[2]。 1 实验材料和方法 1.1实验材料和设备 本实验用到的实验设备主要有武汉永盛科技有限公司生产的BSA224S型实验台秤，J02070离心机和T300玻璃管温度计，FEI公司生产的Quanta 200热场发射扫描电镜，中国射线仪器公司生产的Y500型X 射线衍射仪以及上海同广科教仪器有限公司生产的MFC-08型汽车尾气净化实验装置。 本实验所用药剂均为分析纯，直接使用。其中十八胺、硝酸铜、硝酸锆、硝酸铈生产于天津市光复精细化工研究所，无水乙醇生产于天津市天力化学试剂有限公司。 1.2纳米材料的制备方法 本实验用十八胺热解金属硝酸盐的方法，其中十八胺既是大分子分散剂，也是表面活性剂[3]。该方法工艺操作简单，工业化价值较大。有很好的研究价值。 2 实验过程 2.1制备 称取35.0g十八胺加入到250ml三颈烧瓶中，加热至完全熔化，加入2.5g Ce(NO3)3·6H2O，低速搅拌至完全溶解，停止搅拌，快速加热至230℃，开启搅拌，反应18min，停止加热。待温度降至80℃左右，加入适量无水乙醇摇匀后倒入250ml烧杯中静置，待沉淀完全后倾倒上层清液，用无水乙醇洗涤沉积物，至上层洗涤液无色透明，收集产物，60℃于烘箱中烘干后，马弗炉400℃煅烧30min，研细，装袋，贴上标签。 2.2产物分析 利用Y500型X射线衍射仪和扫描电镜对产物进行了粒径和晶型变化的分析[4]。 2.2.1成份与晶型分析

纳米氧化铈催化作用研究探讨

化学与生物工程 Chemistry &Bioengineering 2005,No.2综述专论1　 基金项目:广东省科技计划资助项目(2002C1030408)收稿日期:2004-11-11 作者简介:孔祥晋(1980-),男,山东聊城人,研究生,主要研究方向:材料化学及光电催化的研究;指导老师:潘湛昌(1962-),博 士,副教授。 纳米氧化铈催化作用研究探讨 孔祥晋,潘湛昌,肖楚民,张环华 (广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090) 摘　要:总结了氧化铈在催化中的作用,指出了纳米粒子的表面效应及氧化铈自身特性对其催化性能的影响,分别从CeO 2作为催化剂、助剂、载体等方面对CeO 2在催化中的应用加以综述,介绍了制备纳米CeO 2超细粉体的常见方法,并结合有关研究结果提出了今后的研究方向。 关键词:氧化铈;催化;纳米粒子 中图分类号:O 611161　O 63413 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2005)02-0001-03 由于表面效应的影响,纳米粒子的比表面积很大、表面活性中心多、选择性好,可以显著增进催化效率。国际上已经把纳米粒子作为第四代催化剂[1],在本世纪可能成为催化反应的主要角色。铈是一种镧系元素,具有很好的氧化还原性能[2,3]。氧化铈是稀土氧化物系列中活性最高的一个氧化物催化剂,具有较为独特的晶体结构、较高的储氧能力(OSC )和释放氧的能力、较强的氧化-还原性能(Ce 3+/Ce 4+),因而受到了人们极大关注,一些研究成果已经应用于工业催化领域。 1　纳米二氧化铈的制备及其结构特点 目前,制备纳米CeO 2超细粉体的常见方法主要有沉淀法 [4] 、溶胶2凝胶法[5] 、微乳液法 [6] 等。CeO 2属 于萤石型的氧化物[7](如图1) 。 图1　萤石结构的C eO 2面心晶胞 Fig.1　F ace 2centered crystal cell of C eO 2w ith flu arite structu re 这样的结构中有许多八面体空位允许离子快速扩散。经高温还原后,CeO 2转化为具有氧缺位、非化学 计量比的CeO 2-x 氧化物(0

纳米二氧化铈的制备

1.溶胶-凝胶法制备纳米二氧化铈的工艺研究 采用以柠檬酸为配体的溶胶-凝胶法制备了二氧化铈超细粉末,考察了制备条件:金属离子与配体的物质的量比、反应温度、凝胶烘干温度、焙烧温度及时间对成品粒子的影响。获得了最佳的制备条件: Ce3 +与柠檬酸的物质的量比为1∶3、反应温度为65 ℃、凝胶烘干温度为120 ℃, 500 ℃焙烧2 h。这样的条件可以得到均匀、分散的二氧化铈,平均粒径为7 nm,比表面积为115 m2/g。 按照一定的物质的量比称取一定量的硝酸铈和柠檬酸。用蒸馏水溶解柠檬酸,把称好的硝酸铈逐渐加入柠檬酸溶液中。溶解完全后,置于恒温水浴槽中,形成溶胶,最终成为半干凝胶。将凝胶置于鼓风干燥箱干燥,得到体积极度膨胀的干凝胶,研磨,放入马弗炉中高温焙烧,得二氧化铈的纳米粉末。 2.溶胶-凝胶法制备纳米CeO2晶体 称取一定量的聚乙二醇2400 ,使聚乙二醇与Ce的摩尔比为5:1 , 将Ce(NO3)3·6H2O 晶体在聚乙二醇中加热溶解,不断搅拌,得到浅黄色透明溶胶。将所得溶胶冷却、陈化,72h后仍澄清透明,把所得的溶胶在不同温度下热处理,可得到不同粒径的CeO2纳米粉体。 CeO2的溶胶化需要适当的温度,反应温度为65 ℃时得到的粉体较均匀,分散性也较好。随着焙烧温度升高,晶型不变,CeO2 粒径增大,形貌趋于球形。经800 ℃焙烧,粉体粒径在20～50nm。 3.溶胶-凝胶法合成二氧化铈纳米晶 称取一定量的草酸铈(G.R), 用蒸馏水调成浆状, 滴加浓HNO3(G.R) 和H2O2(A.R)溶液至完全溶解, 加入一定量的柠檬酸(G.R)溶解, 于70 ℃时缓慢蒸发, 形成溶胶, 进一步蒸发 形成凝胶, 将凝胶于120 ℃干燥12 小时,得到淡黄色的干凝胶, 将干凝胶在不同温度下焙 烧即得到CeO2纳米晶。 4．溶胶-凝胶法制备纳米Ce02 按照1:3的化学计量比称取一定量的硝酸铈和柠檬酸。用30-50mL的蒸馏水溶解柠檬酸得淡黄色溶液，所得溶液pH值约为2-3，有一定的酸度。然后把称好的硝酸铈逐渐加入此溶液中，这样可以抑制Ce3+的水解。待溶解完全后，将其置于65℃的恒温水浴槽中，让其缓慢蒸发。随着水分的减少，溶液的颜色逐渐加深，形成黄色溶胶，然后逐渐产生大量气泡，使粘稠体系膨胀。继续恒温脱水干燥，成为疏松多孔蜂巢状，外壳呈黄色，里面呈白色的半干凝胶。待其成半干凝胶后，将此凝胶置于鼓风干燥箱以100℃干燥1-2小时，得到体积极度膨胀的土黄色干凝胶。取出干燥后的干凝胶，将此干凝胶用研钵研磨。研磨后放人马沸炉中用800℃的高温焙烧即可得Ce02的超细粉末。 5.沉淀法制备纳米CeO2 将分析纯的Ce(NO3)3·6H2O(AR)配成0. lmol/L的Ce(NO3)3溶液，搅拌与一定量的H2O2(AR)溶液混合，数分钟后将一定浓度的NH3·H2O溶液以3mL/min速度滴入上述混合溶液中，滴至pH 值=10为止，得到桔色沉淀。将沉淀分离、洗涤。然后将沉淀分散到一定浓度的PVA（聚乙烯醇)溶液中，蒸发干燥得到CeO2·nH2O(前驱体)，将其在不同的温度下焙烧，即得到不同粒径的Ce02纳米晶。 6. 化学共沉淀法制备纳米二氧化铈的研究

纳米二氧化铈用途广在各行各业中大显神通

纳米二氧化铈UG-CE01用途广在各行各业中大显神通 纳米氧化铈是一种廉价、用途极广的稀土氧化物，优锆的纳米二氧化铈UG-CE01粒径尺寸小、粒径分布均匀、纯度高，外观为淡黄或黄褐色状粉末。不溶于水和碱，微溶于酸。它可用作抛光材料、催化剂、催化剂载体(助剂)、汽车尾气吸收剂、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、电子陶瓷等。纳米级的二氧化铈可以直接影响到材料的性能，比如：超细纳米氧化铈加入到陶瓷中，可以降低陶瓷的烧结温度，抑制晶格生长，提高陶瓷的致密性。大的比表面积可以更好的提高催化剂的催化活性。它的变价特性使其具有很好的光电性能，可掺杂在其它半导体材料中进行改性，提高光量子迁移效率，改善材料的光致激发作用。 1）优锆纳米二氧化铈UG-CE01在废水处理方面的应用 我国每年的污水排放量达390多亿吨，其中工业废水占了51%，然而染料废水又占总工业废水的35%，并且还在以1%的速度逐年增加，对水安全造成极大隐患。不同于一般的生活污水，印染废水造成的污染尤为严重。染料品种数以万计，印染加工过程中约有10%~20%的染料随废水排出，每排放1吨染料废水，就会污染20吨水体。染料废水是难处理的工业废水之一，具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大等特点。大多数染料为有毒难降解有机物，化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突等作用，直接危害人类健康，并严重破坏水体、土壤及生态环境，造成严重的后果。通常染料废水中含有的成分是纤维原料、纺织浆料和印染加工所用的化学试剂、染料、各类整理剂和表面活性剂等，其中的纤维原料和浆料等成分可以在物理沉降过程中被大量地去除，而废水的脱色降解处理是最关键的一步。 目前，采用处理染料废水的方法有物理法、化学法、生物法等。使用物理法中的絮凝、吸附等方法会对水质产生二次污染，带来大量的污泥，并且对处理成本和运输条件要求高。生物法处理染料废水是通过微生物酶对染料分子产生氧化或还原作用，以达到脱色的目的。但这需要微生物具有专一性。由于培养专用生物试剂的周期较长，设备占地面积大，处理周期长等因素不利于效率的提高，且染料分子抗生物降解性强，所以在提高废水的可生化降解性的前提下，才能获得良好的效果。 与之相比，利用苏州优锆的纳米氧化铈UG-CE01采用化学氧化法可以将染料分子中双键或不饱和基团进行氧化，使大分子发生断链，降解为小分子物质，达到矿化的目的。高级氧化技术作用时间短，矿化作用强，过程控制单元操作简单，是近年来广泛关注的一种方法。高级氧化技术包括Fenton法、O3/UV发、光催化氧化法、电化学法和O3/催化组合发等。Fenton法是较早采用的高级氧化技术，使用Fe2+和H2O2作为组成成分，控制一定的pH值范围，催化生成羟基自由基攻击有机物分子。但使用此法的pH值要求在1~3之间，对设备的要求严格，且消耗了大量的H2O2，有一定的生产成本。O3作为氧化剂的主要成分时，虽然O3的氧化能力强，但对人员和工作环境要求严格，泄露时易造成污染，且将O2加工成O3要耗用较多的能量，这与减耗节能的可持续发展目标是相违背的。电化学法通过电极反应将有机物分子氧化，但耗费的电能多，不利于工业化的生产方式。光催化氧化法作为一种高级氧化技术，利用优锆的纳米氧化铈UG-CE01在紫外线照射下产生强氧化剂羟基自由基，其中的作用机理和O3氧化是相同的。控制一定的溶液环境，即可实现在光照下连续产生强氧化剂，具有多次循环使用的特点，且不同于均相催化反应方式，半导体参与的非均相催化不

水热法制备纳米氧化铈粉体

水热法制备纳米氧化铈粉体 摘要：CeO2是一种价廉且用途极广的工业材料，具有广阔的市场应用前景。近年来，氧化铈纳米材料的形貌、尺寸控制以及性能应用方面已成为研究的热点之一。本论文对氧化铈进行结构、形貌以及光学性能的表征，分析了固相法，液相法，气象法制备纳米材料的优缺点并采用水热法制备出氧化铈纳米材料。 关键词：纳米CeO2；水热法；制备方法 Hydrothermal synthesis ，Preparation of nano-sized CeO2 particles Abstract：Ceria is a cheap and widely used industry material, which has a broad market applied prospect. In this paper, the preparation, characterization and optical properties of as ceria nanomaterials have been studied，the advantage and disadvantage of solid method ，liquid method and gas method have been contrasted and ceria nanomaterials were prepared by hydrothermal method. Keyword：nanometer CeO2；Hydrothermal synthesis；preparation method 随着纳米技术的不断进步，纳米CeO2由于粒径比较小，具有高的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特性，因此产生了与传统材料不同的许多特殊性质，成为近年来材料科学中研究的热点。CeO2作为稀土家族中一种重要的化合物,可用于汽车尾气净化催化材料[1]、高温氧敏材料[2]、固体氧化物燃料电池(SOFC)电极材料[3][4]、化学机械抛光(CMP)研磨材料[5]等行业，对人类改善工作条件、提高生活质量、保障身体健康,节约能源、加强环境保护具有重要的现实意义,并具有显著的经济效益和社会效益。 1 氧化铈纳米材料概述 1.1 氧化铈的结构和性质 由于Ce具有独特的4f 层电子结构，氧化铈属于立方晶系，是面心立方结构，具有萤石结构。所属点群为Fm3m点群。从热动力学方面讲，其（111）面是最稳定的。CeO2晶胞中的Ce4+ 按面心立方阵排列，O2-占据所有的四面体位置，每个Ce4+被8个O2-包围，而每个O2-则与4个Ce4+配位，如下图所示。氧化铈经高温(T>950°C)还原后，CeO2转化为具有氧空位、非化学计量比的CeO2-x 氧化物(0