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国家工程技术图书馆
2022年11月29日
摘要: 氧化铈(CeO2)作为一种重要的镧系稀土氧化物,具有广阔的应用前景。近年来,纳米级氧化铈材料的形貌、尺寸控制及其性能应用成为研究的热点之一。本论文采用水热法制备了形貌规整、分散性良好的CeO2纳米粒子、纳米棒和纳米厚度薄膜,较全面地研究了各... 展开 氧化铈(CeO2)作为一种重要的镧系稀土氧化物,具有广阔的应用前景。近年来,纳米级氧化铈材料的形貌、尺寸控制及其性能应用成为研究的热点之一。本论文采用水热法制备了形貌规整、分散性良好的CeO2纳米粒子、纳米棒和纳米厚度薄膜,较全面地研究了各因素对形貌生长的影响,并讨论了其生长机理。同时,以制备的纳米CeO2为催化剂,对甲基橙溶液进行光催化降解研究,评估了不同形貌氧化铈的催化性能。另外,以氧化铈为抗紫外剂,采用氨气相沉积法制备了抗紫外织物。具体内容如下: 1.不使用任何表面活性剂或添加剂,在常温常压下,以Ce(NO3)·6H2O为铈源,氨水为沉淀剂,制备出CeO2纳米粒子和纳米棒。研究表明,氨水的pH值对样品形貌有很大影响。所得CeO2纳米粒子的直径为10~30nm;CeO2纳米棒的长度为100~200nm,直径为5~10nm。 2.不使用任何表面活性剂和基底,在常温常压下,以Ce(NO3)·6H2O为铈源,氨水为沉淀剂,制备出CeO2纳米薄膜。研究表明,样品的形貌受氨水pH值的影响。所制得的CeO2薄膜的面积为几个平方微米大小,厚度约15nm。且薄膜表面有阶梯状位错效应,台阶高约3nm。 3.三种形貌纳米氧化铈都有较高的比表面积,均在150m2/g以上。对甲基橙的光催化结果表明,三种形貌氧化铈均能在紫外光照射下催化降解甲基橙。三者催化活性比较发现,在同样催化条件下,CeO2纳米薄膜表现出较好的催化活性,这主要是由于其特殊的晶体微结构和表面结构引起的。以CeO2纳米薄膜为例,当用2g/L的CeO2降解浓度为10mg/L的甲基橙时,降解率可达98%。催化降解过程中成功捕获到羟基自由基,证明降解过程是氧化铈在紫外光作用下跟水产生羟基自由基,具有强氧化性的羟基自由基随后氧化降解甲基橙。 4.采用氨气相沉积法在织物表面原位生成CeO2颗粒制备了抗紫外织物。结果表明:CeO2颗粒能与织物紧密结合,并有效屏蔽紫外光,经整理后的织物具有非常好的抗紫外性能。其中,经整理后的棉织物的UPF值从8.71提高到298.26,UVA透过率从17.95%降低到2.11%;经整理后的涤纶织物的抗紫外性能也有很大提高。在经过30次洗涤后,所得织物仍保持较好的抗紫外性能。 收起
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