氧化铈空心球可控合成及其对Pt基催化剂电催化性能的影响

采用水热合成法,以碳球为模板,改变焙烧升温速率,控制影响铈物种的扩散、渗透及碳球结构的收缩率,制备了单、双壳层CeO_2空心球。通过微波辅助乙二醇还原氯铂酸法制备了Pt-CeO_2/RGO催化剂,研究了CeO_2空心球的添加对Pt基催化剂电催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDAX)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对CeO_2及催化剂的微观结构进行了表征,利用电化学工作站对催化剂进行电化学性能测试。结果表明:单、双壳层CeO_2空心球的比表面积为124.44 m2/g、140.95 m2/g,孔容为0.014427 cm3/(g·nm)、0.018605 cm3/(g·nm),孔径分布在2~4 nm范围内。催化剂中的CeO_2保持原有的球状形貌,Pt纳米粒子主要分布在CeO_2附近;当RGO∶CeO_2=1∶2时,添加了双壳层CeO_2空心球的Pt-CeO_2/RGO催化剂的电催化性能最优,电化学活性表面积为94.27 m2/g,对乙醇氧化的峰电流密度值为613.54 A/g,1000 s的稳态电流密度值为135.45 A/g。

水热法制备二氧化铈纳米空心球及其吸附性能研究

用六水硝酸铈（Ce（NO_3）3·6H2O）作为铈源,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为表面活性剂,在乙二醇的水溶液中通过水热法制备了单分散、粒径较均一的CeO2纳米空心球。利用傅立叶转换红外分析（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线能谱（XPS）、N2等温吸附-解吸及紫外-可见光谱（UV-Vis）来表征CeO2纳米空心球并研究其吸附性能。结果表明,水热法制备的CeO2空心球是由立方萤石结构的纳米颗粒组装成的介孔中空材料,孔径分布窄,尺寸约为3-5 nm,空心球的直径约为400 nm,壁厚30 nm左右,空心球的BET比表面积为76.86 m^2·g^-1。讨论了CeO2空心球的制备机理,所制备的CeO2空心球对重铬酸钾溶液的吸附率可达到70%,约为CeO2粉末的3倍。