论文部分内容阅读
纳米粒子具有奇特的物理和化学性质,如光、磁、力学、催化等,吸引了国内外很多学者的广泛关注。二氧化铈作为一种重要的稀土氧化物材料,在汽车尾气净化、紫外线吸收和抛光等领域有着广泛的应用,近年来应用于抛光粉和抛光液的CeO2增长很快。在我国抛光粉的产量很大,但是对抛光液的生产较少,其制约因素主要有纳米CeO2颗粒粒径大且分布不均匀、颗粒的形貌不规则等。本文研究的主要目的是寻找一种制备球形纳米CeO2颗粒的方法,并且使得颗粒粒径小、分布均匀。主要研究内容和实验结果如下:首先,选择四种不同的沉淀剂滴定硝酸铈溶液得到四种前驱体,先将前驱体进行差热-热重分析,得到前驱体的热分解温度。然后在该温度下焙烧前驱体,得到CeO2,利用扫描电镜对CeO2进行检测分析,结果发现四种CeO2颗粒的形貌完全不同,其颗粒形状为六边形的长片状、针状、四棱柱状、粉末状或者球状。这样便得到了四种形貌不同的CeO2颗粒的制备方法,选择出能够有效的制备球形CeO2颗粒的沉淀剂,继续进行实验。其次,通过实验确定了制备纳米CeO2颗粒的最佳工艺条件:前驱体干燥温度和时间为80℃和2h,前驱体焙烧温度和时间为400℃和2h。以选择好的沉淀剂制备纳米CeO2颗粒,并分别加入六种不同的分散剂以降低颗粒团聚性和细化颗粒,最终得到六组纳米CeO2颗粒。其亚晶粒尺寸最小的为4nm,最大的为36.2nm,纳米CeO2颗粒尺寸大部分在100nm左右,形貌为不标准的球状,颗粒之间有团聚现象。再次,在其他条件不变的情况下,将沉淀反应过程中的反应液换成无水乙醇,以排除前驱体干燥过程中水分挥发形成的毛细管应力的团聚作用,最终得到的纳米CeO2颗粒粒径有明显的减小,颗粒形貌没有太大的变化,颗粒的团聚现象有所降低。最后,初步进行了抛光液的配制工作,但是配制的抛光液容易沉淀分层,抛光液的触变性能也比较差,需要进一步实验研究。