粒径可控纳米CeO2的微乳液法合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸铈(Ce(NO3)3)水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系合成CeO2前驱体,利用热重(TG)和X射线衍射(XRD)分析方法确定了得到纳米CeO2的适宜焙烧温度为550℃,CeO2前驱体经550℃焙烧后得到纳米CeO2.采用XRD、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等表征手段分别对纳米CeO2的晶形、形貌、粒径及紫外吸收性质进行了表征,该纳米CeO2粒子具有立方晶型结构,分散性较好、粒径范围为5-18nm.考察了微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度对纳米CeO2粒径的影响,结果表明:利用微乳液法,通过改变微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度能够对纳米CeO2粒径进行有效控制;纳米CeO2的粒径均随着正辛烷与正丁醇质量比和Ce(NO3)3浓度的增大而减小.同时,对不同条件下制得的纳米CeO2的紫外吸收性质进行了考察.

纳米CeO_2颗粒的制备及其化学机械抛光性能研究

以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料制备出不同粒径的纳米CeO2粉体颗粒,将纳米CeO2粉体配制成抛光液并用于砷化镓晶片的化学机械抛光.结果表明,不同尺寸的纳米磨料具有不同的抛光效果,采用粒度8 nm的CeO2磨料抛光后微观表面粗糙度最低(0.740 nm),采用粒度小于或大于8 nm的CeO2磨料抛光后其表面粗糙度值均较高.通过简化的固-固接触模型分析,认为当粒度过小时,磨料难以穿透软质层,表现为化学抛光为主,表面凹坑较多,表面粗糙度较高;当粒度大于一定值时,随着磨料粒度增加,嵌入基体部分的深度加大,使得粗糙度出现上升趋势.提出当磨料嵌入晶片表面的最大深度等于或接近于软质层厚度时,在理论上应具有最佳的抛光效果.

纳米CeO_2的制备技术及应用

综述并评价了目前国内外有关纳米CeO2的多种制备方法及其特点。从CeO2的结构特点和功能特性出发着重介绍了纳米CeO2在汽车尾气净化、燃料电池、电化学反应、化学机械抛光及金属表面涂层等若干高科技领域中的应用研究进展,并提出了纳米CeO2研究的发展方向,为进一步深入研究和开发高性能新型CeO2功能纳米材料提供参考和借鉴。

水相介质中纳米CeO_2的分散行为

通过测定悬浮液体系润湿性、表面电性及分散性研究了纳米CeO2 在不同条件下水相介质中的分散行为。结果表明:纳米CeO2 在水相介质中的润湿与分散受体系pH值的影响很大,与Zeta电位有相当好的一致关系,其分散机理主要是双电层静电排斥作用;纳米CeO2 的等电点(pHPZC)为6.8左右;纳米CeO2 颗粒在酸性水介质中表面带正电,在碱性水介质中表面带负电,Zeta电位分别在pH值为4和11左右时较高,相应润湿性和分散性较好;随机械搅拌速率和时间的增加,纳米CeO2 的分散性增强;超声波对纳米CeO2 的分散作用明显优于机械搅拌,2 0kHz频率下超声波分散1min便能显著改善纳米CeO2 的分散状态;加入六偏磷酸钠(SHP)作为分散剂将改变纳米CeO2 颗粒表面电性,使其带负电,Zeta电位随SHP浓度增加而增大,起增强双电层的静电排斥作用;当SHP浓度达2 2 5mg·L- 1 时,Zeta电位趋于稳定,并使纳米CeO2 在广泛的pH值范围内获得较高的Zeta电位和很好的分散效果,从而降低了体系pH值的影响。

纳米CeO_2/PMMA杂化材料的制备与表征

采用在位分散聚合法制备了纳米CeO2 /PMMA杂化材料.XRD分析表明,杂化材料是无定形的.SEM分析表明,杂化材料中CeO2 含量不同,材料的断面形貌明显不同,随CeO2 含量的增加,杂化材料由韧性断裂向脆性断裂转变.EDS面分析表明,Ce在杂化材料中分布均匀.实验表明,随CeO2 含量的增加。

影响纳米CeO_2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%.

纳米CeO_2在热处理过程中的结构和性能变化

采用XRD方法结合粉体相对密度测定研究了热处理条件对沉淀法合成纳米CeO2的结构和性能的影响。结果表明:随焙烧温度升高,CeO2晶粒尺寸显著增大,晶粒发育趋于完整导致晶格畸变度明显降低,结构致密程度增加使得晶格常数减小,粉体烧结程度增大,相应粉体相对密度随之增加;较低温度(如300℃)下,焙烧时间对CeO2晶粒尺寸无明显影响,相应晶格畸变度、晶格常数和粉体相对密度变化不大;较高温度(如700℃)下,CeO2晶粒尺寸随焙烧时间延长而增大,且焙烧初期粒子增长较快,此过程伴随着CeO2晶格畸变度进一步下降,晶格常数却有所增加,粉体相对密度略有下降;认为热处理过程CeO2晶粒生长为扩散生长机制是造成不同焙烧温度下焙烧时间对纳米CeO2结构和性能的影响行为不同的主要原因。

纳米CeO_(2p)对镍基高温合金表面NiCoCrAlY激光熔覆涂层氧化行为的影响

纳米CeO_(2p)是合金中最为常用的一种稀土改性材料,可明显改善合金的抗氧化性能.为了研究纳米CeO_(2p)对双层热障涂层中NiCoCrAlY粘结层抗氧化性能的影响.本文采用激光熔覆技术,在镍基高温合金表面上制备了4种纳米CeO_(2p)含量不同的NiCoCrAlY粘结涂层,分析了它们在1050℃空气氛围中的等温氧化行为,并初步探讨了纳米CeO_(2p)的作用机制.结果表明:添加纳米CeO_(2p)的涂层的抗氧化性能均高于未加纳米颗粒的涂层,其中添加2%(质量分数)纳米CeO_(2p)的涂层抗氧化性能最好.在氧化100 h后,添加2%纳米CeO_(2p)涂层的质量增加仅为1.56 mg/cm^2,较未加纳米颗粒的涂层减少一半以上;同时,涂层进入稳态氧化所需要的时间极短.仅为未加纳米颗粒的涂层的1/20;此外,涂层氧化膜在长时间氧化后仍很致密,涂层内部仅出现轻微的内氧化,而相同氧化条件下的未加纳米颗粒的涂层的氧化膜已趋于失效.

纳米CeO_2对Ni基合金激光熔覆层的组织与耐蚀性的影响

利用5 kWCO2激光器,在Q235低碳钢表面熔覆微米或纳米CeO2/Ni基合金复合材料,制备了涂层。利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了熔覆层的组织和相结构,利用CHI604b型电化学分析仪测定了熔覆层的阳极极化曲线。结果表明:加入微米CeO2的熔覆层组织明显细化,并出现大量的等轴晶,加入纳米CeO2的熔覆层等轴晶更加细小,并且组织致密;加入微米CeO2后Ni基合金熔覆层主要相结构的为γ-Ni,Cr23C6,CeNi3,γ-CeO2,Ni3Si和Ni3B等相,加入纳米CeO2的熔覆层中出现γ-Ni,Cr23C6,CeNi3,CeNi5,Ni3Si和Ni3B等相;当纳米CeO2的添加量为1.5%时,熔覆层的耐蚀性能大幅度提高,并且形成相对稳定的钝化膜。

不同形貌纳米CeO_2的制备最新研究进展

CeO2是一种用途极广的稀土材料,可广泛应用于多种研究领域。纳米CeO2具有特殊的性质及应用。因此,纳米CeO2的制备、功能特性和应用研究成为研究的热点之一。综述了不同形貌纳米CeO2制备方法的最新研究进展,着重介绍了CeO2纳米颗粒、纳米棒、纳米管、纳米纤维以及一些特殊形貌纳米CeO2的制备方法和应用前景,并对今后纳米CeO2的研究方向进行了展望。

表面活性剂对纳米CeO_2在水介质中分散性能的影响

在对纳米CeO2粉体的Zeta电位进行测量的基础上,采用阴离子表面活性剂油酸和非离子型表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对纳米CeO2粉体进行了分散实验,系统研究了超声分散时间、表面活性剂种类和浓度对纳米CeO2粉体在水相介质中分散稳定性能的影响。结果表明:随超声时间的延长,纳米CeO2粉体的分散稳定性出现先增后降的变化规律;分散剂种类和浓度不同,纳米CeO2的紫外吸收效果和可见光透光性也不同;对于每一种分散剂均存在最佳超声时间和最佳浓度。纳米CeO2粉体在水相介质中的最佳分散工艺为:超声时间10 min,浓度(质量分数)为2.0%的PVP。

纳米CeO_2的表面改性及其在聚丙烯中的分散性研究

选用4种不同的偶联剂以无水乙醇为溶剂对纳米氧化铈进行表面处理,测定处理好的样品分别在环己烷中的分散性。选择经不同偶联剂处理过的样品在环己烷体系中分散效果最好的比例与聚丙烯切片共混,在扫描电镜上观察共混物断面纳米CeO2的分散情况。结果表明,表面处理有利于纳米氧化铈在聚丙烯中的分散,其中以钛酸酯3#比例为8%时处理的效果最好。钛酸酯3#处理后样品的红外光谱表明,纳米CeO2与偶联剂发生了化学键合作用,它们之间并不是简单的物理包覆。

纳米CeO_2/Zn复合粉末的高能球磨法制备与表征

采用高能球磨法制备了用于热浸镀锌的纳米C eO2/Zn复合粉末,并利用X射线衍射(X-ray d iffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoe lectron spectroscopy,XPS)、透射电镜(T ransm iss ion e lectron m i-croscopy,TEM)、扫描电镜(Scann ing e lectron m icroscopy,SEM)以及能谱分析(X-ray energy d ispers ive spec-trum,EDS)等方法,对复合粉末的显微结构、表面成分、晶粒大小、微观形貌以及元素分布进行了研究。结果表明,随着球磨时间的延长,纳米C eO2硬团聚体逐渐解聚,Zn晶粒不断细化,形成层片状复合粉末;球磨120 m in后纳米C eO2粒子分散良好,呈理想的单个均匀弥散分布状态包覆在Zn颗粒上形成近似球形的复合粒子,其粒径分布均匀。

沉淀法合成纳米CeO_2的晶粒生长动力学

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,(NH4)2CO3·H2O为沉淀剂,并加入一定量表面活性剂PEG4000,采用液相沉淀法制备前驱体Ce2(CO3)3·H2O,前驱体经热处理合成纳米CeO2。根据XRD线宽法研究了纳米CeO2热处理过程的晶粒生长动力学,结果表明:随焙烧温度升高,CeO2晶粒尺寸显著增大;300℃下焙烧时间对CeO2晶粒尺寸影响不明显,700℃下CeO2晶粒随焙烧时间延长而长大,且焙烧初期粒径增长较快,超过180min后增长速率变慢;700℃时CeO2晶粒生长指数为5,即符合5次方动力学方程,晶粒生长速率常数为1.9865×104nm5/min;由于纳米尺寸效应,使得CeO2晶粒生长活化能在低温区和高温区不同,低于400℃时为25.64kJ/mol,高于400℃时为87.64kJ/mol;认为热处理过程CeO2的晶粒生长为扩散生长机制。

硝酸铈爆轰制备球形纳米CeO_2颗粒

以硝酸铈为原料,利用爆轰合成方法制备了CeO2纳米粒子。采用XRD和TEM对爆轰产物进行了检测和表征,并考察了尿素和亚硝酸钠对爆轰产物形貌的影响。3次实验结果表明,实验所得的CeO2晶体均为立方莹石结构,粒径分别为45、64、33 nm。比较发现:混合炸药中加入尿素后,颗粒外观呈球形;混合炸药加入亚硝酸钠后,颗粒直径较小。

纳米CeO_2修饰碳糊电极微分脉冲伏安法对盐酸克伦特罗的测定

研究了盐酸克伦特罗（CLB）在纳米CeO2修饰碳糊电极上的电化学行为。结果表明：在0．10mol·L^-1的HC104溶液中，CLB于＋0．40V（vs SCE）左右处产生1对准可逆的氧化还原峰。与裸碳糊电极相比，CLB在修饰电极上的电流响应明显增大，据此建立了尿样中CLB的微分脉冲伏安测定方法。线性范围为5．0×10^-9 6．0×10^-6mol·L^-1（r=0．9982，n=7），检出限为2．5×10^-1mol·L^-1（3sb），加标回收率为96％～104％。

纳米CeO_2/阴离子聚氨酯复合材料

采用纳米微粒直接分散法合成了纳米 Ce O2 /阴离子聚氨酯复合材料 ,粘度分析表明 ,随着纳米Ce O2 含量的增加 ,复合材料的粘度降低 ;FT- IR分析表明 ,Ce O2 的吸收峰出现蓝移现象 ;TEM和光散射粒径分析表明 ,复合粒子仍以纳米量级存在 ,平均粒径为 35 nm,且呈单分散状态 ,Ce O2 纳米粒子均匀分散在聚氨酯中。

脉冲电铸制备纳米CeO2增强镍基复合材料

用脉冲电铸技术制备了纳米CeO2增强镍基复合材料,研究了镀液中纳米CeO2颗粒添加量、阴极平均电流密度、占空比及脉冲频率对电铸复合材料中CeO2含量的影响,并对复合材料的显微硬度和表面形貌进行了分析。结果表明:在CeO2添加量40 g.L-1、阴极平均电流密度4A.dm-2、占空比0.2、脉冲频率1 000 Hz的条件下,电铸复合材料中CeO2含量最高为2.98%;其显微硬度为484 HV,较脉冲纯镍的323 HV有明显提高;与直流电铸纳米CeO2增强复合材料相比,脉冲电铸制备的复合材料表面更平整,组织更致密,晶粒更细小,且减少了纳米CeO2颗粒的团聚现象。

水热法合成可控形貌纳米CeO_2研究进展

水热法是液相制备纳米粉体的常用方法之一,该方法用于合成形貌可控的CeO2具有其独特的优势。本文对近年来国内外报道的用水热法合成具有不同形貌与结构的CeO2进行了较为详细的阐述,并指出溶剂体系的调变对不同形貌CeO2形成的影响机制尚有待进一步深入探索。基于掺杂组分的引入可能引发的特殊的物理化学性能,用水热法制备特殊形貌CeO2基二元甚至多元复合氧化物亟待拓展性研究。

球磨工艺参数对醇水系纳米CeO_2悬浮液稳定性的影响

使用行星式球磨机分散醇水系纳米CeO2悬浮液,引入沉淀率及其变化量评价其分散稳定性,讨论了球磨时间、球料比、球磨机转速和纳米CeO2质量分数对分散稳定性的影响。通过破碎力打开团聚体的形式来分析球磨时间的影响,从颗粒受作用次数方面来讨论球料比的影响,球磨机转速是划分研磨力和冲击力的主次地位的重要参数;理论CeO2质量分数和球料比的选择要综合考虑分散稳定性和球磨机的能量利用率。