一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法技术

技术编号：43371356 阅读：1 留言：0更新日期：2024-11-19 17:51

本发明专利技术属于纳米稀土材料制备技术领域，具体涉及一种具有双形貌的纳米CeO<subgt;2</subgt;的制备方法。所述制备方法包括溶剂热反应和焙烧。本发明专利技术采用溶剂热法联合焙烧工艺制备了棋子状和八面体状相貌的纳米二氧化铈，通过严格控制沉淀剂的量、溶剂热反应的温度和时间成功制备出了分布均匀、分散性能好的双形貌纳米二氧化铈。本发明专利技术公开的方法操作简单、制备方便、成本低，满足CeO<subgt;2</subgt;在不同领域的应用需要，制备出性能优良的CeO<subgt;2</subgt;对我国稀土资源的充分利用和研究稀土资源有着十分重要的意义。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米稀土材料制备，具体涉及一种具有双形貌的纳米ceo2的制备方法。

技术介绍

1、二氧化铈(ceo2)又称纳米氧化铈，是稀土化合物中重要的功能无机材料，其具有优异的储氧能力和丰富的氧空位，具有很好的催化氧化活性。因具有优越的储放氧功能及高温快速氧空位扩散能力，而被广泛应用于催化、储能、高温氧敏材料、生物传感器和电学等领域。尤其在催化领域，ceo2的存储氧功能使其在气态污染物消除方面表现出优异的性能，同时也被广泛用于光催化氧化消除污染物的研究。产品外观为奶白色或淡黄色疏松粉末，微溶于酸，不溶于水和碱，具有生产成本低、比表面积大、颗粒分散好、紫外屏蔽性佳等特点，在电子陶瓷、抛光材料、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂等领域拥有广阔应用前景。

2、纳米ceo2制备方法包括水热合成法、沉淀法、溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法和电化学沉积法等。目前，国内外对纳米ceo2的研究主要集中于制备工艺的改进和性能优化等方面。在制备纳米ceo2方面，研究者们不断探索新的方法。如madler采用喷射水解反应的方法制备了纳米ceo2粉末，xia改进了传统的气溶胶分解法，在反应前驱物中加入无机盐，从而制得了平均晶粒在20～120nm的ceo2粉末。在性能优化方面，研究者们主要关注纳米ceo2的形貌、粒径、分散性等对性能的影响，通过改变制备条件和添加助剂等方式调控纳米ceo2的性能，以期获得更好的应用效果。

3、因此，如何开发分散性好，粒径可控，均一的不同相貌的纳米级二氧化铈粉末是本领域研究的重点。

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技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有双形貌的纳米ceo2的制备方法。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种具有双形貌的纳米ceo2的制备方法，它包括以下步骤：

3、s1.溶剂热反应：甲醇体系下，加入ce(no3)3·6h2o，再加入沉淀剂nh4hco3，在170～190℃的温度下进行溶剂热反应，得到ceo2前驱体；

4、s2.焙烧：将ceo2前驱体高温焙烧，得到具有双形貌的纳米ceo2；

5、其中，当ce(no3)3·6h2o与nh4hco3的质量比为1:1或1:2时，溶剂热反应时间为12h，所得纳米ceo2的形貌为八面体；

6、当ce(no3)3·6h2o与nh4hco3的质量比为1:3时，溶剂热反应时间为12h，所得纳米ceo2的形貌为棋子状；

7、当ce(no3)3·6h2o与nh4hco3的质量比为1:1或1:2时，溶剂热反应时间为6h，所得纳米ceo2的形貌为棋子状。

8、作为优选技术方案，所述甲醇体系中甲醇与水的体积比为2～5:1。

9、作为优选技术方案，步骤s1中待溶剂热反应后将反应产物通过静置的方式分离溶液，所得固体水洗至水洗液的ph值至7，将水洗后的固体在真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为40～80℃，干燥时间为6～48h。

10、作为优选技术方案，步骤s1中所述溶剂热反应的温度为180℃。

11、作为优选技术方案，步骤s2中所述焙烧的温度为450～550℃，焙烧时间为50～70min。

12、作为优选技术方案，步骤s2中所述焙烧的温度为500℃，焙烧时间为60min。

13、本专利技术具有以下优点：本专利技术采用溶剂热法联合焙烧工艺制备了棋子状和八面体状相貌的纳米二氧化铈，通过严格控制沉淀剂的量、溶剂热反应的温度和时间成功制备出了分布均匀、分散性能好的双形貌纳米二氧化铈。本专利技术公开的方法操作简单、制备方便、成本低，满足ceo2在不同领域的应用需要，制备出性能优良的ceo2对我国稀土资源的充分利用和研究稀土资源有着十分重要的意义。

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【技术保护点】

1.一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法，其特征在于，所述甲醇体系中甲醇与水的体积比为2～5 : 1。

3.根据权利要求1所述的一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法，其特征在于，步骤S1中待溶剂热反应后将反应产物通过静置的方式分离溶液，所得固体水洗至水洗液的pH值至7，将水洗后的固体在真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为40～80℃，干燥时间为6～48h。

4.根据权利要求1所述的一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述溶剂热反应的温度为180℃。

5.根据权利要求1所述的一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述焙烧的温度为450～550℃，焙烧时间为50～70min。

6.根据权利要求1或4所述的一种具有双形貌的纳米CeO2的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述焙烧的温度为500℃，焙烧时间为60min。

【技术特征摘要】

1.一种具有双形貌的纳米ceo2的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有双形貌的纳米ceo2的制备方法，其特征在于，所述甲醇体系中甲醇与水的体积比为2～5 : 1。

3.根据权利要求1所述的一种具有双形貌的纳米ceo2的制备方法，其特征在于，步骤s1中待溶剂热反应后将反应产物通过静置的方式分离溶液，所得固体水洗至水洗液的ph值至7，将水洗后的固体在真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱的温度为40～80℃，干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐要辉，李思涵，龚晓宇，明瑶，
申请(专利权)人：乐山师范学院，
类型：发明
国别省市：

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