纳米材料课程论文--一维CeO2纳米材料的制备、表征及其性能研究.doc

一维CeO2纳米材料的制备、表征及其性能研究 引言 纳米技术是近几年崛起的一门崭新的高科技技术． 它是研究现代技术与科学的一门重要学科，也是当前物理、化学和材料科学的一个活跃的研究领域。它是在纳米尺度上 ( 即1～100nm) 研究物质(包括分子和原子) 的特性和相互作用，纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，在催化、光学、电磁、超导、化学和生物活性等方面呈现出优良的物理化学特性【1-2】等, 引起了各国科学家的广泛关注[101]。它们在纳米尺度电子器件、敏感器件、生物器件、纳米医药胶囊、纳米化学、电极材料和储氢能源材料等领域的潜在应用已成为国际研究的焦点[102, 103]。另外，纳米管、纳米线等一维结构的纳米材料既是研究其他低维材料的基础，又与纳米电子器件及微型传感器件密切相关[104]，所以进行设计合成尺寸规则、形貌可控、结构稳定的纳米管、线等一维纳米材料及其相关物性的研究就有着重要的理论意义和学术价值。 作为新材料中的一员——稀土纳米材料的研究也成为世界各国科学家研究的热点之一。纳米二氧化铈具有晶型单一电学性能和光学性能良好等优点因此被广泛应用于SOFC电极、光催化剂防腐涂层气体传感器、 燃料电池离子薄膜等方面。近年来国内外研究者对纳米二氧化铈的制备及性能等进行了大量研究二氧化铈[101] Yang R., Guo L., Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2004, 20, 152. [102] Philip G. C., Zettl A., Hiroshi B., Andreas T., Smalley R. E., Science, 1997, 279, 100. [103] Hu J., Ouyang M., Yang P., Lieber C. M., Nature, 1999, 399, 48. [104] Huang Y., Science, 2001, 294, 1313. 1、一维CeO2纳米材料的制备方法 一维纳米结构材料如纳米线(棒)、纳米管等的制备通常采用水热合成法、模板法、非模板法等。 1.1声波降解法 这种方法是近年来提出的一种较新颖的方法，方法简单是其最大的特点。X i a等[401]以此法制得了硒的纳米线(见图1)。他们首先采用过量的联氨还原硒酸得到了球状的无定形硒胶体( 粒径约在 0.1 -2um)，然后进行干燥、在醇中重新分散并对其施加超声辐照。从图中可以看出，开始时由于声空化作用在胶体表面产生品种，随后胶体不断消耗，直至完全长成纳米线。此外Zhu等[402]将 Bi( NO3)2， Na2S2O3和三乙醇胺（TEA）的水溶液在20kHz，60W?c m- 2 的高强度超声下辐照2h，制得了直径10-15nm，长度60-150nm的Bi2S3纳米棒。产品结晶度良好、形貌均一，且纯度较高。 [401] Xia Y，Gates B, Mayers B，et a1．A sonochemical approach to the synthesis of crystalline selenium nanowires in solutions and on solid supports [J] Adv. Mater., 2004,16(16):1448. [402] Zhu J M，Yang K，Zhu J J，et a1．The mierostrueture studi of bismuth sulfide nanorods prep- ared by sonochemical method [J]．Optical Mateal，2003，23 ( 12 )：89． 纳米CeO粉体及其固溶体的研究进展 引言 引起了各国科学家的广泛关注。纳米氧化物作为纳米材料中的重要一员，在精密陶瓷、光电池、磁记录和传感器催化剂发光材料等方面有着重要的应用因此，人们对纳米氧化物的制备和性能进行了广泛的研究 。作为新材料中的一员——稀土纳米材料的研究也成为世界各国科学家研究的热点之一。纳米二氧化铈具有晶型单一电学性能和光学性能良好等优点因此被广泛应用于SOFC电极、光催化剂防腐涂层气体传感器、 燃料电池离子薄膜等方面。近年来国内外研究者对纳米二氧化铈的制备及性能等进行了大量研究。 c e ( ) 2 将在高薪技术领域发挥更大的潜力 1 二氧化铈的资源状况 我国稀土资源具有分布广， 品种多， 质量好的特点I 5 ] 。 据公布资料显示， 我 国稀土工业储量为 4 3 0 0万吨( 以 R E O 计) ， 远景储量为 4 8 0 0万吨， 占全球储量 9 1 0 0万吨的 4 3 ． 4 ％左右，