本文關(guān)鍵詞：二氧化鈰基空心球的制備、表征及功能化應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 二氧化鈰 空心球 CO催化氧化 結(jié)構(gòu)設(shè)計

【摘要】：二氧化鈰,作為一種重要的稀土氧化物,有著優(yōu)越的儲氧性能和氧化還原能力(Ce~(3+)與Ce~(4+)之間),因而在近幾十年來被廣泛應(yīng)用于催化、燃料電池、傳感器和光致發(fā)光等重要領(lǐng)域。材料學(xué)家制備出了各種不同形貌的納米二氧化鈰和二氧化鈰基材料,這其中包括納米棒、納米線、納米管、納米球和納米空心球等等。在這些不同形貌的材料中,納米空心球因其大比表面積,低密度和高孔隙率而受到了特別的關(guān)注。因此,本論文以二氧化鈰和二氧化鈰基復(fù)合氧化物空心球的制備、表征及應(yīng)用作為研究對象,并進行了一些基本的原理分析和設(shè)計。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下所示:以St?ber法制備出的膠體SiO2為硬模板,NaOH為刻蝕劑,成功制備出了單分散良好的二氧化鈰空心球。通過調(diào)整鈰鹽的濃度可以方便地調(diào)控空心球殼層的厚度及孔結(jié)構(gòu)。在上述實驗的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn),通過選擇合適的沉淀劑和調(diào)整沉淀劑的濃度,可簡化空心球的制備工藝,即將二氧化鈰殼層的包裹及膠體二氧化硅的刻蝕合為一步,省去后續(xù)單獨的刻蝕環(huán)節(jié),先前還未見有類似的報道。以水熱制備的膠體碳球為犧牲模板,借助回流裝置成功制備出了單分散良好的CeO_2 CuOx復(fù)合氧化物空心球。其中,空心球的殼層厚度約為40nm,由10-15nm的納米顆粒組裝而成。更重要的是,作為活性中心的CuOx主要以高分散態(tài)存在于二氧化鈰基體的表面。CeO_2 CuOx復(fù)合氧化物空心球具有良好的催化活性和循環(huán)穩(wěn)定性。在106oC的低溫下可成功實現(xiàn)CO的完全轉(zhuǎn)化,經(jīng)過五次催化循環(huán)后催化活性沒有出現(xiàn)明顯衰減,仍然能夠在125oC下實現(xiàn)CO的完全轉(zhuǎn)化。這一催化性能優(yōu)于大部分當前所報道的同體系材料。在上一部分的基礎(chǔ)上,本研究以膠體碳球為犧牲模板,設(shè)計了一種極其巧妙的方法來制備雙殼結(jié)構(gòu)MnO_2@CeO_2-MnO_2二元氧化物空心球。制備過程分為三步:首先通過自組裝法制備核殼結(jié)構(gòu)CSs@CeO_2前驅(qū)體;該前驅(qū)體能與KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng),并形成蛋黃-蛋殼結(jié)構(gòu)的CSs@MnO_2/CeO_2-MnO_2微球;最后將樣品在空氣中煅燒就得到了雙殼結(jié)構(gòu)MnO_2@CeO_2-MnO_2二元氧化物空心球。該空心球具有良好的催化活性,在206oC可實現(xiàn)CO的完全轉(zhuǎn)化,遠優(yōu)于純MnO_2和CeO_2的催化活性。更重要的是,此種制備工藝具有普適性,為證明這一點,本研究以相同的方法成功制備出了Co-Mn復(fù)合氧化物空心球。
【學(xué)位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.332;O643.36

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳金妹;談萍;賈文鵬;趙培;李亞寧;;金屬空心球的研究進展[J];熱加工工藝;2012年18期

2 賀軍輝;陳洪敏;張林;;無機微/納空心球[J];化學(xué)進展;2007年10期

3 陳興田;周國永;鄧志勇;;無機微/納空心球材料的制備及應(yīng)用進展[J];廣州化工;2010年09期

4 宋宏偉;李翔龍;張楚;;火花放電制備微納空心球粉的工藝研究及分析[J];現(xiàn)代制造工程;2011年11期

5 ;國外科技消息[J];科技簡報;1972年01期

6 吳鶴翔;劉穎;祝瑛;;軟硬交錯金屬空心球泡沫動力學(xué)性能研究[J];工程力學(xué);2014年07期

7 吳鶴翔;劉穎;張新春;楊帥;;點陣結(jié)構(gòu)對具有密度梯度的三維空心球泡沫沖擊性能的影響[J];工程力學(xué);2011年12期

8 馮質(zhì)壯;劉琴;董海玲;王紀元;李文智;;二氧化硅空心球的制備及研究[J];精細與專用化學(xué)品;2012年02期

9 王衡;鄒友德;劉文君;范紹林;;“復(fù)合焊”方法在網(wǎng)架空心球上的應(yīng)用[J];焊接技術(shù);1993年03期

10 王少恒;楊震琦;管公順;龐寶君;陳海波;;空心球/鋁合金復(fù)合材料動態(tài)壓縮性能與損傷破碎特性[J];高壓物理學(xué)報;2013年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅媛媛;段國韜;李廣海;;硫化鋅空心球的拉曼和熒光特性[A];2007年全國博士生學(xué)術(shù)論壇（材料科學(xué)與工程學(xué)科）論文集[C];2007年

2 胡彥杰;李春忠;顧峰;劉杰;;多重射流燃燒反應(yīng)制備鈦摻雜氧化鋁空心球及其機理研究[A];第八屆全國顆粒制備與處理學(xué)術(shù)和應(yīng)用研討會論文集[C];2007年

3 吳鶴翔;劉穎;;軟硬交錯金屬空心球泡沫動力學(xué)性能的研究[A];第五屆全國計算爆炸力學(xué)會議論文摘要[C];2012年

4 譚強;王兵;陳東;鄭義;肖翔;張寧;張棟;;氧化鋯空心球粉中試生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研究[A];第四屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

5 喬聚甫;趙明;;大型焊接空心球的制作與應(yīng)用[A];第十屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

6 甘治平;官建國;;軟模法制備無機空心球[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導(dǎo)報》編委會年會論文集[C];2007年

7 甘治平;官建國;;軟模法制備無機空心球[A];《硅酸鹽學(xué)報》創(chuàng)刊50周年暨中國硅酸鹽學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

8 詹茂盛;王瑛;田立云;;聚丙烯/硅-鋁空心球增強材料的力學(xué)性能[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

9 程勛亮;胡鳴;劉紫薇;曾毅;張青紅;姜繼森;;液/液界面協(xié)助水熱法制備十二面體組裝成的榴蓮狀α-Fe_2O_3空心球[A];中國化學(xué)會第十三屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2011年

10 劉沖;;受拉焊接空心球節(jié)點的幾個問題[A];第二屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會論文集（第二卷）[C];1984年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 文非;陶瓷聚空心球生產(chǎn)規(guī)�；痆N];中國化工報;2014年

2 記者 徐瑞哲;比細菌還小的“膠囊”在滬誕生[N];解放日報;2007年

3 宗信;金屬納米空心球催化劑研究獲突破[N];中國化工報;2004年

4 記者 任琳娟　通訊員 李治梅;五項目達國際水平[N];邯鄲日報;2011年

5 記者 郭偉;邯鄲陶瓷新材料領(lǐng)域連獲5成果[N];河北日報;2011年

6 山東日照市新營小學(xué) 苗壯;興趣是最好的老師[N];中國體育報;2004年

7 記者　許琦敏;水中模板巧套納米多層球[N];文匯報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜鵬程;多功能聚合物空心球的制備及其在藥物控制釋放中的應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

2 任浩;多殼層TiO_2空心球的制備及其鋰離子電池性能研究[D];北京科技大學(xué);2015年

3 張健;多殼層錫基空心球與多核配位聚合物的合成及性能研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 梁超;硅質(zhì)納米空心球和兩親型小分子對聚丙烯改性的研究[D];東華大學(xué);2016年

5 余為;金屬空心球材料組元力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];燕山大學(xué);2011年

6 張幼維;生物相容及環(huán)境響應(yīng)親水性膠束和空心球的制備、表征和初步應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

7 王憲;二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)及無機氧化物空心球的構(gòu)筑[D];華南理工大學(xué);2010年

8 喬菁;粉煤灰空心球/聚脲復(fù)合材料粘彈性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 劉伯洋;空心微納米碳材料的低溫合成與表征[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

10 劉純;無機納米空心球可控制備及其環(huán)境保護方面的應(yīng)用研究[D];江蘇大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王元新;鋼管縮徑與焊接空心球連接節(jié)點的承載力研究[D];太原理工大學(xué);2016年

2 楊夢歡;Co_xS_y及其納米復(fù)合物的制備及在能源儲存與轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2016年

3 易紹庭;基于二氧化鈦微球復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

4 胡瑋瑤;高熱穩(wěn)定介孔TiO_2空心球及其復(fù)合體的制備與光催化性能[D];黑龍江大學(xué);2016年

5 張問問;鈉米氧化鈰空心球的制備、結(jié)構(gòu)及其紫外屏和吸附性能[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2016年

6 李曉;單/雙殼層SnO_2@C納米空心球多級結(jié)構(gòu)的設(shè)計制備及其高效二次鋰離子電池負極的儲能研究[D];重慶大學(xué);2016年

7 李筱昕;基于TiO_2納米空心球甲醛氣體傳感器的研究[D];大連理工大學(xué);2016年

8 張健;二氧化鈰基空心球的制備、表征及功能化應(yīng)用[D];景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué);2016年

9 高覺淵;苯基二氧化硅空心球及空心球/聚苯醚復(fù)合材料的制備與性能[D];華南理工大學(xué);2011年

10 李愛玲;納米孔洞金屬—有機骨架空心球的制備及其應(yīng)用研究[D];安徽大學(xué);2013年

，

本文編號：1294777