反相微乳液介质中纳米Sm2O3的制备

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系, 控制合成Sm2O3球形纳米粒子. 绘制出25 ℃下CTAB/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)体系的拟三元相图, 得到了反相微乳液区.在此反相微乳区内合成了Sm2O3的前驱体, 对前驱体进行热分析(TG-DSC), 确定了得到纳米Sm2O3产物的适宜焙烧温度为900 ℃, 并考察了微乳液中反应物浓度、反应时间等因素对合成产物的影响. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、激光粒度仪(NSA)、荧光光谱(FS)仪等分析方法对Sm2O3产物的形貌、晶形、粒径及荧光性质进行了表征. 结果表明, 25 益下利用反相微乳液法, 成功地制备了粒径分布较窄、分散性良好的球形纳米Sm2O3粒子, 粒径约20 nm左右, 且表现出较强的荧光性质.     

反相微乳液介质中纳米Sm2O3的制备

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系,控制合成Sm2O3球形纳米粒子.绘制出25℃下CTAB/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)体系的拟三元相图,得到了反相微乳液区.在此反相微乳区内合成了Sm2O3的前驱体,对前驱体进行热分析(TG-DSC),确定了得到纳米Sm2O3产物的适宜焙烧温度为900℃,并考察了微乳液中反应物浓度、反应时间等因素对合成产物的影响.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、激光粒度仪(NSA)、荧光光谱(FS)仪等分析方法对Sm2O3产物的形貌、晶形、粒径及荧光性质进行了表征.结果表明,25℃下利用反相微乳液法,成功地制备了粒径分布较窄、分散性良好的球形纳米Sm2O3粒子,粒径约20 nm左右,且表现出较强的荧光性质.     

纳米CeO2的形貌控制与表征

以Ce(NO3)3·6H2O和(NH4)2CO3为沉淀源,利用柠檬酸作为络合剂和分散剂,实现了对CeO2前驱体的形貌和尺寸控制,并采用TEM,TGA和XRD等方法对前驱体及其热分解所得纳米CeO2的形貌及结晶性等进行了表征.结果表明,随着柠檬酸加入量的提高,前驱体形貌从纳米线向类球形颗粒变化,焙烧生成的纳米CeO2颗粒的形貌具有明显继承性,所得CeO2属于立方萤石结构,且随焙烧温度的提高,晶化程度增大.     

水热法制纳米CeO2膜及紫外吸收性能研究

以Ce(NO3)3.6H2O和CO(NH2)2为原料,采用水热法在玻璃基质上制备了CeO2纳米膜。研究了水热温度和时间对所制备纳米CeO2薄膜的抗紫外性能的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis以及自动椭圆偏振仪等测试手段对CeO2纳米膜及粉体进行了表征。结果表明,水热法制备的薄膜,最佳的水热工艺条件为水热温度130℃加热7 h。在此条件下,制备的薄膜厚度达100nm,晶型较好,膜表面平整度较高,且具有优异的可见光透过性和紫外吸收特性。     

Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料（CeO2-TiO2）/Cu的水热制备与性能

以Cu网为载体,Ti(OBu)4和Ce(NO3)3·6H2O为原料,Na3PO4·12H2O为矿化剂,采用一步水热法制备了多种不同形貌的Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料(CeO2-TiO2)/Cu.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)对材料的形貌、结构及光吸收特性进行了表征,通过测试接触角表征了材料的浸润性.以20μmol/L亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,测试了材料在可见光照射下的催化性能.结果表明,制备的TiO2为锐钛矿型,CeO2为方铈矿型;CeO2晶体比TiO2晶体更易负载于Cu网;改变制备过程中Ce(NO3)3·6H2O的用量、Na3PO4·12H2O浓度、水热反应时间及温度可实现(CeO2-TiO2)/Cu的形貌调控;(CeO2-TiO2)/Cu显示出超亲水性及可见光催化活性.     

影响纳米CeO2沉淀法合成的工艺因素研究

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源, (NH4)2CO3·H2O为沉淀剂, 加入少量表面活性剂作分散剂, 采用液相沉淀法成功合成了纳米CeO2. 研究了反应温度、反应时间、搅拌速率、表面活性剂种类及用量、焙烧温度和焙烧时间等因素对纳米CeO2晶粒尺寸和相对密度的影响, 得出优化工艺条件, 通过XRD, DTA/TG, TEM, BET比表面积、 N2等温吸附与脱附、 BJH脱附孔径分布及杂质含量分析等方法对合成产品性能进行了表征. 结果表明 采用浓度为0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3·H2O溶液快速倒入浓度为0.1 mol·L-1 的Ce(NO3)3·6H2O溶液中以化学计量比进行反应, 同时加入0.4% (质量分数) PEG4000, 反应时间为10 min, 反应温度为40 ℃, 搅拌速率为800 r·min-1, 经水洗、醇洗、脱水和真空干燥后所得的前驱体于300 ℃的空气中焙烧1 h, 该条件下合成的CeO2属于立方晶系, 空间群为Fm3m, 原生晶粒粒径为5 nm左右, 颗粒粒径为20 nm以下, 比表面积达140.61 m2·g-1, 孔径分布为5～15 nm, 孔径峰值为9.3 nm, 纯度≥99.97%.     

固体超强酸Ce~(4+)-SO_4~(2-)/SnO_2微乳法制备与表征

利用OP-10/正丁醇/环己烷微乳体系制备出固体超强酸Ce4+-SO42-/SnO2.以乙酸正丁酯合成为探针反应,得出Ce4+-SO42-/SnO2的优化制备条件:R=65∶100(表面活性剂∶水)、陈化时间12 h、Ce(SO4)2.4H2O占8%、浸渍浓度3 mol/L、焙烧温度550℃、焙烧时间3 h.并采用XRD、FTIR、TG-DTA和SEM表征技术对该催化剂的结构进行研究.     

CTAB反相微乳液的稳定条件与纳米WO3的制备

以CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)/正丁醇/正辛烷/钨酸钠水溶液构制反相微乳体系,通过测定体系电导率的方法确定相点并绘制反相微乳区拟三元相图。考察了该体系在不同条件下稳定存在的组成范围,选取实验最佳条件制备出纳米WO3。结果表明,表面活性剂与助表面活性剂的比、钨酸钠溶液的浓度对该反相微乳体系稳定区域的影响较大,当m(CTAB)∶m(正丁醇)=1∶2,钨酸钠浓度为0.05～0.08 g/mL时,体系有较大的反向微乳区,且当m(CTAB 正丁醇)∶m(正辛烷)=2∶3时,体系有最大溶水量;温度对该体系稳定区域的影响不大。在最适宜条件下,以0.08 g/mL的钨酸钠微乳液与盐酸微乳液,在40℃的水浴中反应7 h,制备出平均粒径约30 nm的WO3纳米粒子。     

CeO_2:Eu~(3+)纳米晶的水热合成和光学性能

以硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)、硝酸铕(Eu(NO3)3·6H2O)、氨水(NH3·H2O)为原料和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用水热法制备了CeO2:Eu3+纳米晶,用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外(FT-IR)、拉曼光谱和荧光(FL)等手段对产品的结构和光学性能进行分析和表征。测试结果表明:CeO2:Eu3+是立方萤石结构的纳米晶体,铕以Eu3+形式进入CeO2晶格中致使其晶胞参数略增,晶粒尺寸减小。相比纯CeO2,CeO2:Eu3+的紫外-可见光吸收边发生些许红移,其中CeO2:Eu3+(9.0%)纳米晶的能带隙为2.84 e V。CeO2:Eu3+纳米晶在593,612和632 nm处发橙红光,其中非直接激发(356 nm)的CeO2:Eu3+(1.0%)的磁偶极跃迁(5D0→7F1)占主导,而直接激发(468 nm)的CeO2:Eu3+(5.0%)的电偶极跃迁(5D0→7F2)强度更大,两者均随焙烧温度升高而增强。     

超临界水体系制备二氧化铈纳米颗粒

采用超临界水氧化的方法,使用自主设计的SCWO连续性反应釜制备出纳米Ce O2粉末,并应用XRD,FE-SEM,XPS等一系列分析手段对实验样品的结构与形貌进行了表征。结果表明:采用SCWO超临界反应釜制备的产物Ce O2纳米颗粒呈球形,结晶良好,平均粒径控制在10 nm左右,随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,制备出的纳米Ce O2粉末的粒径逐渐减小,粒度分布更加集中,但是粒子间团聚现象加重,Ce与O的结合能力逐渐减弱;随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,所制得的产物纳米Ce O2颗粒的BET比表面积也逐渐增加,平均比表面积为48 m2·g-1。     

焙烧温度对CuO/γ-Al2O3和CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂NO还原活性的影响

用浸渍法制备了CuO/γ-Al2O3催化剂和CeO2改性的CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂,考察了焙烧温度对CuO/γ-Al2O3和CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响,以及CeO2的添加量对CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响。结果表明,在200 ℃～500 ℃的焙烧温度范围内,焙烧温度对CuO/γ-Al2O3催化剂的活性影响很小；在500 ℃～800 ℃的焙烧温度范围内,随着焙烧温度的升高CuO/γ-Al2O3催化剂的活性急剧下降,由XRD物相测定结果可知,归因于对反应表现惰性的尖晶石CuAl2O4相的生成。当焙烧温度为500 ℃时,CeO2的添加对CuO/γ-Al2O3催化剂的活性影响很小；当焙烧温度为800 ℃时,CeO2的添加对CuO/γ-Al2O3催化剂有明显的助催化作用,当Ce和Cu的摩尔比为1∶10时,NO转化率较为理想。     

Sonochemical synthesis of cerium oxide nanoparticles-effect of additives and quantum size effect

Cerium oxide (CeO(2)) nanoparticles were prepared sonochemically, by using cerium nitrate and azodicarbonamide as starting materials, and ethylenediamine or tetraalkylammonium hydroxide as additives. The additives have a strong effect on the particle size and particle size distribution. CeO(2) nanoparticles with small particle size and narrow particle size distribution are obtained with the addition of additives; while highly agglomerated CeO(2) nanoparticles are obtained in the absence of additives. Monodispersed CeO(2) nanoparticles with a mean particle size of ca. 3.3 nm are obtained when tetramethylammonium hydroxide (TMAOH) is used as the additive and the molar ratio of cerium nitrate/azodicarbonamine/TMAOH is 1/1/1. Blue shifts of the absorption peak and the absorption edges of the products are observed in the UV-Vis absorption spectra as a result of the quantum size effect. The samples have been characterized using powder XRD, TEM, DLS, and absorption spectra.     

制备方法对Ru/CeO2催化剂结构和性能的影响

以K2RuO4和Ce(NO3)3为原料,利用物质的氧化还原特性制备了Ru/CeO2氨合成催化剂,并运用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、FE-SEM、CO吸附和H2程序升温还原(H2-TPR)等技术对其进行了表征,考察了还原剂和制备方法对所制备的Ru/CeO2氨合成催化剂结构和性能的影响。结果表明由自身氧化还原法制备的催化剂,其比表面积最大,达到了120 m2.g-1,钌分散度最高,为45.6%,且催化剂活性最高,在10 MPa,10000 h-1,425℃反应时,出口氨浓度达到了12.6%。     

氧化铈纳米粒子光催化降解亚甲基蓝的动力学和机理

 CeO2 nanocrystals were synthesized by a simple precipitation method and calcination at 600 °C. (NH4)2Ce(NO3)6 and ammonia were used as precursors. The CeO2 nanoparticles were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy, and N2 adsorption. The photodegradation of methylene blue catalyzed by CeO2 nanoparticles was studied under UV and sunlight irradiation. The highest degradation was obtained with 1.0 g/L CeO2 at pH 11 within 125 min. The pseudo first order rate constants of dye bleaching were calculated as 16.2x10-3 and 15.7x10-3 min-1 under UV and sunlight irradiation, respectively. The effect of iso-PrOH, iodide ion, and H2O2 was studied to predict the pathway of dye degradation. The obtained results indicate the effect of photogenerated holes in the degradation mechanism of the dye. Also, the photocatalytic activity of the prepared photocatalyst was studied in the presence of several negative ions.     

CeO2@Au核壳结构纳米粒子的合成与性质研究

采用沉淀法制备了球形CeO2纳米粒子,将其作为核粒子溶液,然后向其中滴加四氯合金酸溶液,在CeO2胶体表面利用柠檬酸钠还原[AuCl4]-离子,得到了CeO2@Au核壳结构纳米粒子。TEM分析表明,CeO2纳米粒子分散效果好,粒径为5 nm;CeO2@Au核壳粒子为球形,无团聚,平均粒径为15 nm。XRD分析表明,CeO2@Au核壳粒子为晶型结构,属于立方晶系,CeO2空间群为O5H-FM3M,Au的空间群为Fm-3m。UV-vis分析发现,CeO2@Au核壳粒子在300和520 nm处呈现出两个比较强的吸收峰,分别对应于CeO2胶体溶液的吸收峰和金粒子的表面等离子共振吸收峰。EDS分析了核壳结构CeO2@Au纳米粒子中存在Ce,O和Au 3种元素。XPS分析表明,Ce3d3/2和Au4f电子结合能与标准结合能相比发生了变化,说明CeO2与Au之间存在着相互作用。     

Size-controlled synthesis and electrochemical characterization of spherical CeO2 crystallites

Spherical ceria (CeO(2)) crystallites assembled by nanoparticles were synthesized by hydrothermal treatment of Ce(NO(3))(3)6H(2)O using poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) as surfactant. It was found that these spheres were developed from the gradual aggregation of small nanoparticles and size of the spheres could be tailored by adjusting the reagent concentrations. Electrochemical tests indicated that thus-prepared CeO(2) spheres exhibited size-dependent discharge capacities and good cyclability in the Li/CeO(2) couple, showing their promising usages as anode materials in the lithium ion battery.     

高效 CeO2-MnOx-Al2O3催化剂的制备、表征及催化消除 NO性能

机动车在给人类生活带来便利的同时,也造成了严重的大气污染.其尾气净化成为人们关注的焦点.一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HCs)是机动车尾气中的三大典型污染物,主要通过三效催化(TWC)技术进行脱除. TWC技术涉及几个重要的催化反应,其中 CO催化还原 NO由于能够同时消除 CO和 NO两种污染物而引起研究者的极大关注.研究表明,负载型贵金属催化剂在该反应中显示出优异的催化性能,但存在资源匮乏、价格昂贵以及热稳定性欠佳等不足.因此,低价、高效的过渡金属氧化物催化剂成为近年研究重点.稀土金属氧化物 CeO2由于具有良好的氧化还原性能、较高的储释氧容量以及丰富的表面氧空位而被广泛用于 CO催化还原 NO反应.研究表明,对 CeO2进行离子掺杂可进一步增大其比表面积,改善其氧化还原性能和储释氧容量.并且,我们在先前的研究中还发现,将具有多种可变价态的钛离子或锡离子掺入 CeO2晶格由于掺杂离子能与 Ce4+/Ce3+发生电子转移而更有利于改善 CeO2的理化性质.此外,锰氧化物(MnOx)在氧化还原气氛中容易实现不同价态之间的切换,从而在一些重要的氧化还原反应中表现出优异的催化性能.近年来,有研究者将 CeO2与 MnOx相结合制备了 CeO2-MnOx催化剂用于 NO消除、碳烟燃烧和挥发性有机物(VOCs)氧化等反应,并取得一些有意义的结果.然而,对于实际应用来说, CeO2-MnOx催化剂存在比表面积偏小等不足.众所周知,γ-Al2O3是一种常用的具有高比表面积和高热稳定性的催化剂载体材料,可有效增大催化剂比表面积.我们前期研究结果表明,通过共沉淀法将 Al3+掺入铈基复合氧化物的晶格相比于以γ-Al2O3为载体更有利于改善铈基复合氧化物的理化性质和催化性能.因此,我们通过简单的氨水反滴加共沉淀法制备了一系列 CeO2-MnOx-Al2O3(Ce：Mn：Al摩尔比=6：4：x,x =0.25,0.5,1,2)复合氧化物催化剂用于 CO催化还原 NO反应.并运用 X射线衍射、拉曼光谱、氮气物理吸附、氢气程序升温还原、X射线光电子能谱以及原位漫反射红外光谱等表征技术对上述催化剂进行了系统分析.重点考察了 Al3+掺杂量对 CeO2-MnOx-Al2O3复合氧化物催化剂理化性质和催化性能的影响.结果表明,在 CeO2-MnOx复合氧化物中掺入少量 Al3+会导致其晶粒尺寸减小,从而增大其比表面积和孔体积,并增加 Ce3+和 Mn4+的含量.比表面积和孔体积增大有助于催化剂与反应物分子之间充分接触; Ce3+和 Mn4+含量增加能分别促进 CO物种吸附以及吸附态 NO物种脱附、转化和解离.这些变化有利于提高 CeO2-MnOx复合氧化物在 CO催化还原 NO反应中的催化性能.最后,基于催化剂的理化性质表征及其催化性能评价,我们尝试提出了一个可能的催化反应机理,以进一步理解 CeO2-MnOx-Al2O3复合氧化物催化剂在 CO催化还原 NO反应中的优异性能.     

单晶菱形CeOHCO3片状物的制备及其向CeO2的热转换

以硝酸铈铵和尿素为反应物,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为助剂,通过沉淀反应制得了单晶菱形CeOHCO3片状物。然后将CeOHCO3在600℃空气气氛中灼烧获得了菱形CeO2。通过XRD和SEM对反应物中是否含有KH550助剂所得的产物进行了分析,结果发现只有含有KH550才能获得菱形CeOHCO3片状物,并且在灼烧过程中产物的形貌仍保持菱形。然后采用TEM对菱形CeOHCO3和CeO2进行了表征,结果发现CeOHCO3为单晶产物而灼烧后所得的CeO2为多晶产物。     

氧化铅@碳纳米复合材料的制备与表征

以淀粉为碳源, 高温碳化含有硝酸铅的淀粉干凝胶, 制备了氧化铅@碳纳米复合材料,氧化铅颗粒无团聚, 粒径可调, 近于单分散, 且分布均匀, 可作为铅酸电池的电极材料, 有望提高其充放电性能和使用寿命.