[发明专利]一种梭形CeO2 微晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种梭形CeO₂微晶的制备方法。

背景技术

CeO₂是最为常见的一种稀土氧化物氧化物，因其独特的萤石型结构和优良的氧化还原性能，被广泛应用于三效催化剂、水煤气转化、气敏传感器、抛光材料、储氧材料、紫外吸收剂、光催化剂及固体氧化物燃料电池（SOFC）等方面。在三效催化剂中，CeO₂作为载体，常于与Au、Ag、Pt、Cu等金属的纳米颗粒复合，在催化反应进行时向纳米金属提供活性氧，其起到的重要作用不言而喻。CeO₂作为一种非常重要的抛光材料，具有抛光工艺简单，抛光速度快、用量少、产量大等特点，主要应用于光电子、饰品、建材、磨具等行业。CeO₂的光吸收阀值为420nm，不仅可以吸收紫外线，还可以吸收一部分可见光，通过改性可提高其可见光吸收范围，进而提高光催化效率。因Ce³⁺与Ce⁴⁺之间的氧化还原电势较低，CeO₂中存在Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原循环，在光催化反应进行的同时还存在着光激发的催化氧化反应，故而，CeO₂具备了其他单一光催化反应所不具备的优良特点。同时，在这些催化反应中，催化活性还依赖于材料的形貌和尺寸。此外，CeO₂性能稳定，价格便宜，毒性小，性能优良，近年来越来越受到研究者们的关注，特别是在CeO₂及其复合材料纳米材料的制备方面做出了许多努力。邱克辉等以硝酸铈、柠檬酸和偏钒酸铵为原料，采用溶胶-凝胶（sol-gel）法制备了V⁵⁺离子掺杂纳米CeO₂粉体[邱克辉,张伟,李峻峰,王可嘉.V⁵⁺离子掺杂纳米氧化铈的合成与表征[J].中国稀土学报，2009.4(27,2):209-212]。但是，溶胶-凝胶法制备的粉体团聚较为严重，粒度也较大，影响了其性能。Hongfeng Li等通过水热法制备了Mn掺杂的CeO₂多空球[Hongfeng Li,Guanzhong Lu,Qiguang Dai,Yanqin Wang,Yun Guo,Yanglong Guo.Efficient low-temperature catalytic combustion of trichloroethylene over flower-like mesoporous Mn-doped CeO₂ microspheres[J].Applied Catalysis B:Environmental,2011(102):475-483]。但是，水热时间长达5天，能耗较高，不利于实际应用。CHEN Feng等利用花粉为模板，通过水热、煅烧等工艺合成了多空花状CeO₂粉体[CHENG Feng et al..Biogenic synthesis and catalysis of porous CeO₂hollow microspheres[J].Journal of rare earths,2012.4(30,4):350-354]。但是，工艺相对复杂，特别是煅烧工艺能耗较高。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种成本低，操作简单且易于控制的梭形CeO₂微晶的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1）首先，将分析纯的Ce(NO₃)₃·6H₂O溶解于去离子水中制成0.01~0.05mol/L的溶液A；

2）其次，按PEG6000、尿素：Ce(NO₃)₃·6H₂O为（3~6）：（0.5~2）：1的摩尔比将PEG6000和尿素加入溶液A中，60℃持续搅拌2h得溶液B；

3）最后，将搅拌均匀后的溶液B移入反应釜中，置于160~190℃的烘箱中反应10~20h，反应后离心洗涤，80℃干燥得到梭形CeO₂微晶。