- 上一篇：钛合金圆筒焊接工艺研究+文献综述
- 下一篇：块体炭炭复合材料制备及其导热性能研究
3.2 沉淀法制备产物表征 20
3.2.1 红外光谱 20
3.2.3 X射线衍射分析 22
3.2.3 扫描电子显微镜分析 23
3.2.4 比表面积测试 24
3.3 水热法制备产物表征 25
3.3.1 红外光谱 25
3.2.3 X射线衍射分析 27
3.3.3 紫外光谱 28
3.3.4 扫描电子显微镜电镜 29
3.3.5 比表面积测试 29
3.3.6 粒度分析 29
4 结论 31
致 谢 32
参考文献 33
1文献综述
1.1 纳米稀土氧化物的定义及概述
稀土元素位于元素周期表中的IIIB族，包括钪、钇等原子序数从57到71的镧系元素，总共有17个金属元素。
稀土元素具有未能够充满的4f电子层结构，从而产生了多种多样的电子能级[1]。铈、钇的中子俘获截面积虽小，然而某些稀土元素却具有中子俘获截面积大的特性。稀土具有类似微量元素的性质，稀土的金属活泼性仅仅次于碱金属与碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪、钇、镧依次递增，由镧到镥依次递减，即镧元素为最活泼元素。
稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数从57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17种元素的氧化物。
1.2 纳米稀土氧化物的原子结构
稀土元素原子结构可以用4fx5d16s2来表示，x从0→14。稀土元素从金属变成离子后，4f轨道外侧仍然包围着5s25p6的电子云，失去6s2电子以及5d1或4f失去一个电子，形成4fx5s25p6的电子结构。在稀土金属中，6s电子和5d电子形成导带，4f电子则在原子中定域，这种4f电子的定域化和不完全填充都将反映在它们的种种物性之中[2]。
稀土元素化合价有很多种价态，而且存在变价作用。铈、钐、铕在一些化合物中，其原子价为3价、4价或2价、3价共存，并且这种原子价变化有的极快，有的极慢，十分引人注目。稀土离子电价高，半径大，容易受极化，极化强度越高折射率越大，在陶瓷颜料中利用稀土离子的高折射率，使装饰的画面色泽鲜艳。与普通釉彩颜料相比，加入稀土的颜料色泽会加深[3]。
从La 到Lu 的稀土元素均容易失掉2个6s电子，1个5d电子或4f电子，形成三价正离子（4fx5s25p6），所以稀土元素的氧化物大多是RE2O3。此外镧系元素的4f0、4f7、4f14（全空、半充满、全充满）电子排列较稳定，一般具有此结构型的离子都为无色。
1.3 纳米稀土氧化物的种类
纳米稀土氧化物的常见种类如下：
(1) 氧化镧
La2O3分子量为325.84，白色无定形粉末，熔点2217℃，沸点4200℃。微溶于水，易溶于酸而生成相应盐类。露置在空气中易吸收二氧化碳和水，逐渐变成碳酸镧。灼烧的氧化镧与水化合会放出大量的热。
应用领域主要在于制造高折射光学纤文板、精密光学玻璃，适合做摄影机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等，还用于制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料氧化镧粉[4]等。
(2) 氧化铈
常见种类有三氧化二铈(dicerium trioxide，Ce2O3)和二氧化铈(cerium dioxide，CeO2)。在三氧化二铈与二氧化铈之间存在很多氧化物物相，都不稳定。三氧化二铈，熔点2210℃，沸点3730℃。其对空气敏感。在一氧化碳气氛中，将二氧化铈和碳粉的混合物在1250℃温度下加热即可制得。二氧化铈是最重要、最具代表性的铈的氧化物。具有萤石结构，黄色固体(纯品为白色)，熔点2600℃，不溶于水，难溶于硫酸、硝酸。在空气中加热铈、氢氧化铈(III)或草酸铈(III)都可以制得二氧化铈，可用于镜头抛光剂[5]。二氧化铈在低温、低压下会形成缺氧物相，例如CenO2n-2(n=4，6，7，9，10，11)，通常呈蓝色。Ce6Oll，蓝色固体。Ce7O12，在CeO2晶胞结构基础上短缺七分之一的氧，蓝黑色固体，熔点1000℃(分解)。Ce9O16暗蓝色固体，熔点625℃(分解)。Cel0O18，在CeO2晶体结构基础上短缺十分之一的氧，暗蓝色固体，熔点575～595℃(分解)。CellO2O，暗蓝色固体，熔点435℃(分解)。它们在半导体材料、高级颜料以及感光玻璃的增感剂、汽车尾气净化器方面都有广泛的应用[6]。