爆轰法合成纳米氧化铈的性能表征(3)

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纳米氧化铈的制备方法是多种多样的，利用不同的合成方法所合成的材料也会具有不同的效能。常见的合成方法包括：1）模板法：以改性的凹凸棒石为模板，通过无机物前驱体的颗粒的自组装制备CeO2/SiO2复合材料，经热碱浸渍去除模板后煅烧得到CeO2纳米管。特点：当硝酸铈与活性SiO2纳米棒质量比为3:1时，CeO2纳米颗粒可以均匀的包覆在活性SiO2纳米棒表面。与无孔CeO2相比，纳米管具有更好的CO的催化效果[12]；2）溶胶-凝胶法[13]：以Ce2(CO3)3和HNO3为原料，配制1mol•L-1的Ce3(NO3)3水溶液，并按1:1的比例加入H2O2和柠檬酸，缓慢加热，将水分蒸发后形成凝胶，继续加热至180℃以上时，放出大量褐色气体，凝胶然后形成纳米氧化铈粉末。特点：制备的样品具有一般的物化性质，颗粒分散性好，无明显的团聚现象；3）硝酸铈爆轰法合成[14]：本方法采用工序简单的爆轰合成的方法合成球形颗粒的纳米氧化铈。采用的原料为价格比较廉价的硝酸铈作为CeO2的前驱体。特点：混合炸药加入尿素后，颗粒外观呈球形；混合炸药加入亚硝酸钠后，颗粒直径较小。无需像其他合成方法一样对污染物进行回收处理，这种方法生产工序简单，成本低，具有大规模工业应用的前景；4）机械活化法[15]：在高温煅烧过程，粒子容易团聚，分散性差；5）水热晶化法[16]：需要用到高压反应釜设备，投资大；6）喷雾燃烧法：对设备的要求高，产量低；其它合成方法在各科研工作者的科研研究过程中，不乏出现了很多的其它的合成方法，其中就有比较常用的共沸精馏法[17]、冰冻脱水法、水解法、气象法、表面修饰法、熔融法等其它方法，这些方法各有各的优缺点。此次毕业设计主要是采用爆轰法合成的方法进行合成。论文网

合成纳米材料之后，很重要的一项工作就是需要对合成后的材料进行表征。国内外的科研工作者在科研工作中总结了一些对材料进行表征的方法。具体的项目包括材料的尺寸、形貌、结构、成分及其他。对纳米材料的表征方法，主要有以下几种：1）光子相关光谱法（PCS），此方法用于纳米材料的尺寸分析；2）X射线衍射分析（XRD），此方法用于纳米晶体材料结构分析、尺寸测试和物相测定；3）X射线小角散射法（SAXS），此方法用于长周期结构和纳米粒子尺寸分布；4）扫描电镜显微镜（SEM），此方法用于纳米材料表面特征表征；5）透射电镜显微镜（TEM），此方法用于观察样品的微观组织和形貌；6）扫描探针显微镜法（SPM），此方法用于研究物质表面原子或分子结构的物理和化学特性；7）X射线光电子能谱法（XPS）,此方法用于纳米材料表面的化学组成、原子价态、表面微细结构状态及表面能谱分布；8）俄歇电子能谱法（AES），此方法用于纳米材料的表面分析。除上述几种方法外，还有紫外吸收光谱、近红外吸收光谱等对物质进行表征的方法[18]。文献综述

参阅国内外的文献资料，在纳米氧化铈的研究道路上，各国专家通过不懈的努力取得了丰硕的研究成果。纳米氧化铈具有非常广阔的应用前景[19-20]，在纳米氧化铈的研究方面，还有很长的路要走，所以如何选用最优的合成方法，最有效的表征方法仍是今后继续努力的方向。

1.3 本文工作

在国内外，研究纳米氧化铈的科研研究不在少数，在本毕业设计中，需要经过一系列的实验进行以下方面的研究：对爆轰法合成的纳米氧化铈进行表征，研究不同焙烧温度对纳米氧化铈粒径、形貌、晶格畸变等的影响，并测试其紫外吸收、催化性能，为纳米氧化铈的应用提供指导建议。

在本毕业设计中，所用的研究方法主要是1）文献研究法：查阅国内外相关文献，加强对纳米材料的认识和研究方法的选择；2）实验研究法：根据实验目标，制定相应的实验方案，并运用爆轰法合成纳米氧化铈，并用相关的仪器进行测量，进行性能的表征。在实验研究的方法中主要是利用爆轰法合成纳米氧化铈，再通过X射线衍射分析、透射电镜（TEM）分析、比表面与结构分析（BET）、差式扫描热量仪（DSC）及紫外分光光度计等分析方法，对纳米氧化铈的特性进行表征；3）综合分析法：对实验测量中得到的数据与相关资料中的标准值进行比较，进一步分析爆轰法合成的纳米氧化铈的特性。