纳米稀土氧化物的热爆炸法制备和表征

论文摘要

随着科学研究的深入和发展，纳米材料引起了人们广泛的兴趣，并且得到了迅速发展。由于其具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，因而具有各种奇异的力、电、光、磁、热效应以及化学活性。其中纳米稀土氧化物更是具有传统固体不具有的许多特殊性质和用途，例如氧化钐、氧化钕等。本文我们讨论了通过简单的热爆炸法得到高纯度的纳米级氧化钐、氧化钕和Sm2O3掺杂CeO2纳米复合氧化物粉末，并对所制得的纳米氧化物的性质进行了表征。（1）纳米级氧化钐的制备与表征分别以邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、3、5-二硝基苯甲酸和钐的硝酸盐为原料，调节pH值使之产生硝基苯甲酸合钐沉淀，以一定的温度灼烧该沉淀，可得到高纯度的纳米氧化钐，并据此选择了最佳的配体，应用正交实验讨论了不同原料物质量比、PH值、反应时间、陈化时间、干燥时间、灼烧温度及表面活性剂对产物粒径和比表面积的影响，并对其影响机理做了分析。通过透射电子显微镜（TEM）观察，所制得的纳米氧化钐的尺寸在3-20nm范围内，并且分散性良好。通过X射线衍射（XRD）的表征也进一步证明了其纳米粒子的尺寸。同时，XRD表征结果显示，此法制备的纳米氧化钐的纯度较高。（2）纳米级氧化钕的制备与表征以间硝基苯甲酸和钕的硝酸盐为原料，调节pH值使之产生3、5-二硝基苯甲酸合钐沉淀，在一定的温度灼烧此沉淀，可得到纳米级氧化钕。通过TEM观察，所制得的纳米稀土氧化钕尺寸在3-20nm范围内，并且分散性很好，XRD表征结果显示，此法制备的纳米氧化钕随着灼烧温度的升高粒子的粒径变大。（3）纳米级复合氧化物SmxCeyOz的制备与表征以间硝基苯甲酸和不同的比例的硝酸钐、硝酸铈为原料，调节pH值使之生成间硝基苯甲酸合钐沉淀，在一定的温度灼烧此沉淀，可得到纳米级复合氧化物SmxCeyOz。通过TEM观察，所制得的纳米稀土氧化物尺寸在10-40nm范围内，并且分散性良好。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述和论文选题
• 1.1 关于纳米材料
• 1.1.1 纳米材料的基本概念
• 1.1.2 纳米材料研究历史及目前研究现状
• 1.2 纳米材料的性能
• 1.2.1 纳米材料的基本性质
• 1.2.2 纳米材料的特性
• 1.2.3 纳米材料的其它理化特性
• 1.3 纳米粒子的制备方法
• 1.3.1 物理方法
• 1.3.2 制备纳米粒子的化学方法
• 1.3.3 固相反应法
• 1.4 纳米粉体的表征
• 1.4.1 化学成分表征
• 1.4.2 晶态表征
• 1.4.3 颗粒度表征
• 1.4.4 团聚体表征
• 1.5 纳米材料的应用
• 1.5.1 在催化方面的应用
• 1.5.2 在光化学、电化学方面的应用
• 1.5.3 在材料方面的应用
• 1.5.4 在生物医学方面的应用
• 1.5.5 纳米药物
• 1.5.6 在航天领域中的应用
• 1.6 课题选择及研究内容
• 1.6.1 课题选择及研究内容
• 1.6.2 课题的创新点
• 第二章 纳米氧化钐的制备与表征
• 2.1 研究意义和国内外研究现状
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 实验步骤
• 2.3 最佳配体的选择
• 2.3.1 中间体配合物红外光谱分析
• 2.3.2 中间体配合物的X射线衍射分析
• 2.3.3 中间体配合物的热失重分析
• 2.3.4 氧化钐的XRD图谱分析
• 2.4 正交优化设计
• 2.4.1 正交表的选定
• 2.4.2 正交实验结果分析
• 2.5 焙烧温度、时间对产物粒度的影响
• 2.6 表面活性剂的影响
• 2.7 其他工艺条件的影响
• 2.8 本章小结
• 第三章 纳米氧化钕的制备与表征
• 3.1 研究意义和国内外研究现状
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 3.2.2 实验步骤
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 中间体配合物的结构
• 3.3.2 中间体配合物的热分解性质
• 3.3.3 氧化钕的粒度
• 3.3.4 实验条件对氧化钕粒度的影响
• 3.4 本章小结
• 2O₃掺杂CeO₂纳米粉末的制备和性能表征'>第四章 Sm₂O₃掺杂CeO₂纳米粉末的制备和性能表征
• 4.1 研究意义和国内外研究现状
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 中间体配合物的结构
• 4.3.2 中间体配合物的热分解性质（DTA/T G分析）
• 4.3.3 中间体配合物的形貌
• 0.8Sm（₀.2）O_1.9的形貌和结构'>4.3.4 复合氧化物Ce_0.8Sm（₀.2）O_1.9的形貌和结构
• xSm_yO_z的结构'>4.3.5 不同物质的量比得到的复合氧化物Ce_xSm_yO_z的结构
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 作者简介