基本信息
- 項目名稱：
- 梭形Ce(OH)CO3與CeO2的制備與性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 采用Ce(NO3)3?6H2O為鈰源、尿素為沉淀劑和碳源，實驗中不添加任何表面活性劑和模板，通過水熱法合成梭形單晶Ce(OH)CO3，經(jīng)煅燒后得到的單晶CeO2，仍然保持了良好的梭形形貌。
- 詳細介紹：
- 1. Ce(OH)CO3的制備 首先配出0.08M的尿素溶液40ml，然后加入Ce(NO3)3?6H2O，并使其濃度為0.03M，然后攪拌至完全溶解后，將上述溶液轉(zhuǎn)入到100ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，升溫至120度，恒溫8h。最后將反應(yīng)釜冷卻至室溫，反應(yīng)釜中有白色沉淀產(chǎn)生。分別用去離子水和乙醇將產(chǎn)物洗滌3次后，在60度條件下干燥6h。得到Ce(OH)CO3。 2 CeO2的制備 將上步制備的產(chǎn)物放入鎳坩堝中，在600度條件下煅燒2h，產(chǎn)物顏色由白色變?yōu)榈S色。得到CeO2。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 相當多的特殊形貌氧化鈰材料合成已經(jīng)被報道，同時梭形結(jié)構(gòu)的氧化鈰也被制備出來。然而，在此之前，水熱合成堿式碳酸鈰通常要求較高的溫度或較長的時間，有些還需要特殊的有機試劑、表面活性劑、模板等。在這里，通過采用Ce(NO3)3?6H2O為鈰源、尿素為沉淀劑和碳源，實驗中不添加任何表面活性劑和模板，通過水熱法合成梭形單晶Ce(OH)CO3和CeO2。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 1. 在產(chǎn)品的制備過程中沒有添加任何模板和表面活性劑。 2.在較低的溫度與較少的反應(yīng)時間條件下即可獲得產(chǎn)物 3. 制備的Ce(OH)CO3和CeO2都為梭形且都為單晶
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- CeO2是廣為人知的稀土氧化物材料，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如CeO2在貴金屬氣氛中起穩(wěn)定作用；提高CO、CH4及NOx的轉(zhuǎn)化率等。由于特殊的性能和在某些領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，納米氧化鈰的控制合成吸引了眾多研究者的興趣。 本作品制備獲得的CeO2通過對其進行CO的催化氧化性能測試，結(jié)果表明產(chǎn)品具有良好的催化性能。
學(xué)術(shù)論文摘要
- Single-crystalline Ce(OH)CO3 and CeO2 with spindle-like structures were synthesized by a facile hydrothermal synthesis method. Then the effect of reaction time and concentration of cerium precursor on the formation and morphologies of Ce(OH)CO3 and CeO2 was further investigated. The single-crystalline spindle-like CeO2 showed a high catalytic activity on CO conversion.
獲獎情況
- 本作品于2010年在Micro Nano Letter上發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 此作品被SCI收錄
參考文獻
- [1] Guo Z.Y., Du F.L., Cui Z.L.: ‘Synthesis and characterization of bundle-like structures consisting of single crystal Ce(OH)CO3 nanorods’, Materials Letters, 2007, 61, pp. 694–696 [2] Guo Z.Y., Du F.L., Li G.C., Cui Z.L.: ‘Synthesis of single-crystalline CeCO3OH with shuttle morphology and their thermal conversion to CeO2’, Crystal growth Design, 2008, 8, pp. 2674-2677 [3] Vantomme A., Yuan Z.Y., Du G..H., Su B.L.: ‘Surfactant-assisted large-scale preparation of crystalline CeO2 nanorods’, Langmuir, 2005, 21, pp. 1132–1135 [4] Li K., Zhao P.S.: ‘Synthesis of single-crystalline Ce(CO3)(OH) with novel dendrite morphology and their thermal conversion to CeO2’, Materials Research Bulletin, 2010, 45, pp. 243–246 [5] Zhang D.S., Fu H.X., Shi L.Y., Fang J.H., Li Q.J.: ‘Carbon nanotube assisted synthesis of CeO2 nanotubes’, Solid State Chem, 2007, 180, pp.654-660
同類課題研究水平概述
- Ce(OH)CO3是含稀土元素鈰的一種重要的化合物，已被大量的研究，并應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如作為玻璃產(chǎn)品的穩(wěn)定劑、去色劑、拋光粉、形成合金材料等，并且將Ce(OH)CO3煅燒后可得到CeO2。CeO2是廣為人知的稀土氧化物材料，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如CeO2有寬帶吸收能力，而對可見光卻幾乎不吸收，但其可作為紫外吸收體吸收紫外線。另外CeO2的催化性能表現(xiàn)為汽車尾氣凈化催化，在汽車尾氣的三效催化劑中，它是一種重要的組分。由于納米CeO2的比表面積大、化學(xué)活性高、熱穩(wěn)定性好、良好的儲氧和釋氧能力，可改變催化劑中活性組分在載體上的分散情況，明顯提高其催化性能，并能提高載體的高溫?zé)岱€(wěn)定性、機械性能和抗高溫氧化性能。CeO2還在貴金屬氣氛中起穩(wěn)定作用；提高CO、CH4及NOx的轉(zhuǎn)化率，并使催化劑保持較好的抗毒性及較高的催化活性；在固體氧化物燃料電池中作為固體電解質(zhì)和電極材料、汽車尾氣、甲基橙傳感器、拋光粉以及電子器件等。由于特殊的性能和在某些領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，納米氧化鈰的控制合成吸引了眾多研究者的興趣。 目前為止，相當多的特殊形貌氧化鈰材料合成已經(jīng)被報道出來，如束狀結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、棒狀結(jié)構(gòu)、樹枝狀結(jié)構(gòu)、納米管狀結(jié)構(gòu)以及八面體結(jié)構(gòu)。同時梭形結(jié)構(gòu)的氧化鈰也被制備出來。但這些通過水熱合成的堿式碳酸鈰通常要求較高的溫度或較長的反應(yīng)時間，有些還需要特殊的有機試劑、表面活性劑、模板等。
