[发明专利]一种氧化铈材料及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种氧化铈材料及其制备方法与应用，属于纳米材料技术领域。所述方法包括将硬模板剂分散到有机溶剂中，得到分散液I，将铈源和沉淀剂加入水中，得到混合液II，将所述分散液I加入到所述混合液II中，在一定温度下进行反应，反应结束后分离、洗涤、干燥、焙烧，得到氧化铈空心结构或氧化铈核壳结构；其中，所述硬模板剂为聚合物或碳材料。本申请通过采用聚合物或碳材料作为硬模板，通过控制硬模板用量制备得到了不同表面粗糙程度、不同构造的氧化铈空心结构或氧化铈核壳结构，促进了氧化铈材料在各领域的应用。

技术领域

本申请涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种氧化铈材料及其制备方法与应用。

背景技术

稀土氧化物氧化铈目前应用广泛，其在紫外吸收材料、发光材料、玻璃抛光剂、催化剂、陶瓷和汽车尾气的净化方面得到了广泛的应用。

近年来随着人们对纳米材料研究的不断突破和创新，发现纳米氧化铈表现出特殊的性质，其不仅具有纳米材料的性质，而且还具有稀土氧化物的优点。但是不同形貌、结构的氧化铈纳米材料具有不同的性质，例如氧化铈纳米棒主要活性部位{110}和{001}对一氧化碳的氧化能力大于具有{111}弱活性界面的氧化铈纳米颗粒。

因此，制备得到新的形貌、结构的氧化铈材料对推广其应用具有重大意义。

发明内容

根据本申请的第一方面，提供了一种氧化铈材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)将含有硬模板剂、铈源和沉淀剂的混合液反应，得到前驱体；

(2)将所述前驱体焙烧，得到所述氧化铈材料。

可选地，步骤(1)中所述硬模板剂选自聚合物、碳材料中的至少一种；

所述硬模板剂的尺寸为5nm～10μm；

所述硬模板剂为任意形状。本申请中硬模板剂尺寸是指球形硬模板剂的直径或非球形硬模板剂的等效直径。

可选地，所述聚合物选自聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种。

可选地，步骤(1)中所述硬模板剂的加入量满足：

铈源和硬模板剂的质量比为1～16：1；

其中，所述铈源的质量以氧化铈的质量计，硬模板剂的质量以硬模板剂自身的质量计。铈源和硬模板剂的质量比上限选自16、10、7.9、5、2.5、或1.7，下限选自10、7.9、5、2.5、1.7或1。

可选地，步骤(1)中所述沉淀剂为胺类沉淀剂；

所述胺类沉淀剂选自六亚甲基四胺、乙二胺、乙醇胺中的至少一种。

可选地，步骤(1)中所述铈源选自铈盐中的至少一种；

所述铈盐包括硝酸铈、氯化铈、硫酸铈、乙酸铈、溴化铈中的至少一种。

可选地，步骤(1)中所述铈源和沉淀剂的质量比为0.1～10:1。其中，所述铈源和沉淀剂的质量比上限选自1、1.7、2、4、6、8或10，下限选自0.1、1、1.7、2、4、6或8。

可选地，步骤(1)中所述混合液的获得方法包括：

将含有硬模板剂的分散液在搅拌条件下滴加到含有铈源和沉淀剂的溶液中，得到所述混合液。

可选地，步骤(1)中所述反应的条件包括：

在搅拌条件下反应；

反应的温度为30～150℃；

反应的时间为5min～24h。

可选地，步骤(1)中所述反应的条件包括：