纳米及介孔氧化铈的制备

论文摘要

一直以来由于受到研究手段的限制,人们对介于宏观世界和微观世界之间的物质领域——介观体系知之不多。近年来,随着高性能计算技术的迅猛发展,各种用于研究微观领域的探索仪器层出不穷。人们发现处于介观尺寸范畴（0.5-100nm）的物质体系有许多既不同于宏观体系又不同于微观单个原子、分子的特异性质,从而引发了对介观体系的研究热潮。在材料合成方面,1984年H.Gleter首次制得金属纳米晶材料及1992年Mobil公司的科学家首次合成出有序介孔结构材料引起研究人员对纳米材料和有序介孔材料的广泛兴趣。纳米和介孔材料以其独特的性能,正成为人们对材料的研究重点。同时,鉴于过渡金属氧化物丰富的物理、化学性质及独特的外层电子结构,本文选择过渡金属氧化物氧化铈作为研究对象,着重展开相应的纳米及介孔材料的制备及催化性能的研究,论文的主要工作包括:1、氧化铈纳米微粒制备方法本论文研究了多种制备氧化铈纳米微粒的方法:（1）运用了一种制备纳米氧化铈的有效方法--溶胶-凝胶与高浓度尿素分解均相沉淀法相结合。采用聚乙二醇作为纳米粒子的保护剂,考察该体系中不同合成条件对产物粒径的影响,优化制备纳米氧化铈的最佳条件,在一定温度焙烧去除聚乙二醇分散剂后,获得了粒径约为7.5nm,比表面积高达180m2/g的纳米氧化铈粒子。（2）考察了所制备纳米氧化铈催化剂的紫外吸收能力。表征结果表明该纳米氧化铈粒子对近紫外的吸收能力强于普通氧化铈粒子,且吸收强度很大。2、介孔结构氧化铈的合成。分别以小分子物质葡萄糖为模板剂兼乙二胺为助模板剂、无机盐MgCO3作为模板剂合成介孔结构氧化铈,并考察了合成条件对产物的影响。结果归纳如下:（1）利用小分子物质葡萄糖为模板剂,乙二胺做为助模板剂与各种铈源通过水热反应,制得CeO2介孔材料。（2）以无机盐MgCO3作为模板剂,成功制得了具有萤石结构的介孔氧化铈粒子。该粒子最大比表面积高达129m2/g,平均孔径为5.6nm。用于合成MgCO3模板剂的原料之一MgCl2可回收利用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 概述
• 1.2 纳米材料及其在催化中应用的研究
• 1.2.1 纳米材料的性质
• 1.2.2 纳米材料的制备
• 1.2.3 纳米及介孔材料的表征方法
• 1.2.4 纳米材料的应用
• 1.3 介孔材料研究进展
• 1.3.1 引言
• 1.3.2 介孔材料的形成机理
• 1.3.3 介孔材料的合成方法
• 1.3.4 介孔材料的研究进展
• 1.3.5 介孔材料的应用
• 第2章 纳米氧化铈微粒的制备方法
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验用化学药品
• 2.1.2 样品制备所需器皿和设备
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 硝酸铈溶液的制备
• 2.2.2 纳米氧化铈粒子的制备
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 BET分析
• 2吸附及孔容孔径分布曲线'>2.3.2 最佳样品的N₂吸附及孔容孔径分布曲线
• 2.3.3 最佳样品XRD分析
• 2.3.4 TEM和HRTEM分析
• 2.3.5 UI-VIS分析
• 2.4 结论
• 第3章 氧化铈介孔材料的制备
• 3.1 以葡萄糖、乙二胺为模板剂合成介孔氧化铈
• 3.1.1 实验部分
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 结论
• 3.2 以无机盐为模板剂制备介孔氧化铈材料
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 结论
• 第4章 总结与展望
• 4.1 总结
• 4.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果