[发明专利]一种二氧化铈纳米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化铈纳米管的制备方法。

背景技术

纳米二氧化铈(CeO₂)是一种廉价且用途极广的工业原料，可以作为固体氧化物燃料电池(SOFO)的氧离子导体的主要基体材料，用来制造具有“21世纪的绿色能源”之称的固体氧化物燃料电池(SOFO)；广泛应用于发光材料、玻璃的抛光剂，玻璃脱色澄清剂等；在环保方面用作三效催化助剂；也是超导体、气体传感器、工业催化剂中的重要组成成分。管壁薄、管腔大的二氧化铈(CeO₂)纳米管材料的制备成为一个迫切需要研究的课题，受到越来越多的重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均匀的二氧化铈(CeO₂)纳米管的制备方法，应用了水热合成法和超声波处理，所制备的二氧化铈(CeO₂)纳米管的均匀性好，管壁薄、管腔大。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种二氧化铈纳米管的制备方法：

取可溶性铈盐和氢氧化钠分别溶解于适量的水中，将氢氧化钠溶液快速倒入可溶性铈盐溶液中，并不断的搅拌直至生成黄色沉淀物为止，然后将其转移到反应釜中，放到恒温箱中加热，得到的沉淀物用去离子水清洗后在室温下干燥24h；然后将这些干燥物分散在1～10％的双氧水溶液中，在超声波下处理1～2h；将处理过的产物用去离子水清洗后干燥得到二氧化铈纳米管。

所述的制备方法，其所述可溶性铈盐为硫酸亚铈，其浓度为0.1～0.3mol/L。

所述的制备方法，其所述的氢氧化钠溶液浓度在1～10mol/L

所述的制备方法，其所述恒温箱中加热，温度范围为100～160℃，加热时间为10～24h。

所述的制备方法，其所述水热反应，温度优选为100～160℃。

所述的制备方法，其所述水热产物的干燥温度为室温。

所述的制备方法，其所述双氧水浓度为1～5％。

本发明方法制备得到的二氧化铈纳米管均一性好，制备方法简单，管壁厚5～7nm，管内径为10～20nm，原材料廉价易得，制备工艺简单易行，成本低廉。

附图说明

图1为实施例1所示氧化物的XRD图谱；

图2为实施例1的透射电镜(TEM)形貌照片；

图3为实施例2的透射电镜(TEM)形貌照片；

图4为实施例3的透射电镜(TEM)形貌照片；

图5为实施例4的透射电镜(TEM)形貌照片。

具体实施方式

本发明提供的方法采用可溶性的硫酸亚铈为铈源，溶于一定量的水中配成溶液，另外配制氢氧化钠溶液，将两溶液混合反应并不断搅拌直至黄色的絮凝物为止，然后将其转移至反应釜中放入恒温箱中恒温加热，得到的沉淀物用去离子水清洗后在室温下干燥。然后将这些干燥物分散在1～10％的双氧水溶液中，在超声波下处理1～2小时。将产物用去离子水清洗后干燥得到二氧化铈纳米管。

本发明提供制备上述纳米二氧化铈(CeO₂)立方块的方法，其主要步骤如下：

a)配制硫酸亚铈溶液，浓度控制在0.1～0.3mol/L；

b)配制氢氧化钠溶液，浓度控制在1～10mol/L；

c)将步骤b得到的溶液迅速的加入到a步骤得到的溶液中，并不断的搅拌，直至出现絮凝物为止；

d)将步骤c得到的絮凝物混合液转移到反应釜，将其转移至恒温箱，在100～160℃下恒温加热10～24h；

e)将步骤d得到的产物用去离子水洗涤，在室温下干燥；

f)将步骤e得到的产物分散在1～5％的双氧水溶液中，在超声波下处理1h～2h；

g)将步骤f得到的产物用去离子水洗涤，干燥后即得到二氧化铈(CeO₂)纳米管。

实施例1：称Ce₂(SO₄)₃·9H₂O 1.5g，溶于10ml去离子水中，得到溶液1。另称取NaOH4.8g，溶于30ml去离子水中，得到溶液2。将溶液2迅速加入到溶液1中，并不断的搅拌直至生成絮凝物为止，然后转移到反应釜中放到恒温箱中在110℃下加热12h，将得到的沉淀物用去离子水洗涤，在20℃下干燥24h。将干燥产物分散在5％的双氧水中，在超声波下处理1h。将产物分离，洗涤，干燥后得到CeO₂纳米管。

实施例2：与实施例1不同之处在于，在恒温箱中的加热的温度为130℃，其余步骤同实施例1。