纳米二氧化铈颗粒的制备及氧空位对其性能的影响研究

摘要

二氧化铈具有优异的氧化还原能力，是一种被广泛运用的功能材料。二氧化铈的氧空位对高品质纳米二氧化铈的性能有着重要影响。本文研究了以KCl-LiCl、KOH-NaOH熔盐法及热等离子体法制备纳米二氧化铈的技术与工艺，并采用热等离子体及高温还原手段处理纳米二氧化铈并获得氧空位；通过BET、SEM、TEM、Raman、XPS等方法研究了制备的纳米二氧化铈的微观结构、氧空位含量及其特性；研究了二氧化铈对CO的催化氧化能力以及二氧化铈的能带结构。　　本研究主要内容包括：⑴以碳酸铈作为前驱体，研究了采用热等离子体技术制备纳米二氧化铈颗粒，在等离子体功率为15kW，载气为3L/min氩气时，获得的蓝色非化学计量的纳米二氧化铈颗粒粒径最小，为40nm；随着等离子体功率的增加，二氧化铈晶体及颗粒尺寸也相应增加；当功率为25kW时或者使用氢气作为载气的条件下，纳米二氧化铈粉末中出现了CeOy(1.5

目录

1 绪 论

1.1 二氧化铈的应用及纳米二氧化铈的制备

1.2 热等离子体法和熔盐法制备纳米材料概述

1.3 二氧化铈中氧空位的形成途径及表征方法

1.4 氧空位对二氧化铈性能的影响

1.5 研究目的意义及主要内容

2 纳米二氧化铈制备工艺优化研究

2.1 引言

2.2 实验材料及方法

2.3 热等离子体制备纳米二氧化铈颗粒结果分析

2.4 KCl-LiCl熔盐法制备纳米二氧化铈的结果分析

2.5 KOH-NaOH 熔盐法制备纳米二氧化铈的结果分析

2.6 本章小结

3 高温处理工艺对二氧化铈结构与性能影响研究

3.1 引言

3.2 实验材料及方法

3.3 实验结果分析

3.4 本章小结

4 二氧化铈氧空位表征及形成机理研究

4.1 引言

4.2 实验材料及方法

4.3 氧空位的测定表征结果分析

4.4 氧空位的形成机理分析研究

4.5 氧空位稳定性分析

4.6 本章小结

5 氧空位对纳米二氧化铈的催化性能影响研究

5.1 引言

5.2 实验原料及方法

5.3 二氧化铈的催化性能及氧空位对其的影响研究

5.4 本章小结

6 氧空位对纳米二氧化铈能带结构影响研究

6.1 引言

6.2 实验原料及方法

6.3 能带结构测定分析及氧空位对其影响研究

6.4 氧空位及铈亚氧化物相对二氧化铈禁带宽度影响讨论

6.5 本章小结

7 结论及创新点

7.1 结论

7.2 创新点

7.3 下一步工作展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间的成果目录

B. 作者在攻读学位期间申请的专利

C. 作者在攻读学位期间参与的科研项目

D. 作者在攻读学位期间所获得的奖项