基于硬模板表面修飾控制納米稀土氧化物微晶結構與性能的研究.pdf

1、納米顆粒在制備過程中極易產生自發(fā)的團聚，進而生成粒徑較大的二次團聚體，導致納米顆粒材料的性能嚴重劣化，影響了其應用效果。目前針對納米稀土氧化物的研究大部分僅限于對其一次粒徑進行表征，未對其團聚現象進行研究和控制，限制了納米稀土氧化物的應用范圍。
　　 本論文針對納米稀土氧化物在制備過程中發(fā)生的團聚現象，采用成核/晶核隔離法將稀土氫氧化物前驅體的成核和晶化過程進行分離，研究了稀土氧化物在制備不同階段的晶粒生長特點，發(fā)現稀土氫氧化物

2、前驅體的成核過程十分迅速，在短時間內得到了大量納米晶核，但新生的晶粒極易發(fā)生團聚生長，導致其二次粒徑處于微米級，進而影響了焙燒得到的稀土氧化物的二次粒徑分布。本文針對這一現象開展研究，采用可大規(guī)模工業(yè)化應用的成核/晶化隔離法制備稀土氧化物納米材料，并引入經表面修飾的碳黑作為硬模板劑抑制制備過程中晶粒之間的二次團聚，實現均分散納米稀土氧化物的可控制備。
　　 本論文針對稀土元素電負性的不同，分別采用濃硝酸和濃硝酸/濃硫酸/過硫酸銨

3、作為改性劑對碳黑進行表面修飾，得到了表面具有-COOH、-SO4等不同電荷密度基團的改性碳黑模板劑。將La3+、Ce3+和Y3+等金屬鹽溶液與具有不同表面基團的碳黑模板劑進行混合，加入沉淀劑得到稀土氫氧化物前驅體，經焙燒后得到了均分散納米稀土氧化物微晶。研究發(fā)現:
　　 1.由于La3+、Ce3+和Y3+能夠與改性碳黑表面帶負電荷的基團發(fā)生靜電吸附，在碳黑表面均勻成核得到了均分散稀土氫氧化物前驅體;
　　 2.由于La和

4、Ce具有較小電負性，對氫氧根的作用較弱，其氫氧化物易發(fā)生電離作用而使表面帶正電荷，并產生較高的表面正電位，能夠與-COO-等具有較低電荷密度的基團發(fā)生靜電吸附作用，從而避免了氫氧化物晶核在生長過程中的團聚現象;
　　 3.Y元素具有較大電負性，對氫氧根的作用較強，其氫氧化物不易發(fā)生電離作用而使表面帶正電荷較少，表面電位較低，需與-SO42-等具有較高電荷密度的基團發(fā)生靜電吸附作用，從而避免氫氧化物晶核在生長過程中的團聚現象;