论文总字数：19254字

摘 要

纳米材料由于具有尺度效应、表面效应等诸多性质，从而能够极大地提高纳米材料的性能。二氧化铈作为稀土家族的一员，具有非常广泛的应用，如：汽车尾气净化、甲醛的去除等，并且具有特定结构的二氧化铈更因其规整的形貌，暴露的晶面，显示出更多新颖的性质以及形貌演化过程，能指导提高相应的应用性能。

文中主要利用水热法，通过结构调节剂，合成出具有特定结构的片状二氧化铈，然后利用XRD、SEM、TG、TEM、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段研究所制备样品的物理化学性质，最后进行氨气选择性还原（NH₃-SCR）的测试，确定二氧化铈的脱硝催化效果。

关键词： 片状二氧化铈；结构调节剂；可控合成；NH₃-SCR

Controllable Synthesis of cerium oxide and Study on Catalytic

Performance of NH₃-SCR

Abstract

Nano-materials have shown special properties such as quantum size effect, quantum tunnel effect, and unique surface effect, which can greatly improve the application performance. CeO₂, as one of the rare metal compounds, has been widely used in automotive exhaust gas purifiers and formaldehyde removal. In addition, due to the well-defined structure, exposed crystal, CeO₂ shows more novel properties, which can guide us to improve the corresponding application performance.

In this article, sheet-like CeO₂ was controllable synthesized using a structure regulator with the assistant of hydrothermal method. The techniques, such as XRD, SEM, TG, TEM, H₂-TPR and NH₃-TPD were used to examine the physical and chemical properties and the morphology evolution of the prepared sample. The ammonia selective reduction test (NH₃-SCR) was adopted to evaluate the catalytic denitrification activity of the ceria.

Key Words: sheet-like CeO₂; structure regulator; controllable synthesized; NH₃-SCR

目录

摘 要

Abstract

目录

第一章 文献综述

1.1 纳米材料概述

1.1.1 纳米材料的特性

1.1.2 纳米材料的发展及应用

1.2 二氧化铈简介

1.2.1 二氧化铈的资源情况

1.2.2 二氧化铈的结构及性质

1.2.3 二氧化铈的应用

1.3 二氧化铈的制备方法

1.3.1 沉淀法

1.3.2 电化学沉积

1.3.3 水热合成法

1.3.4溶胶-凝胶法

1.4 论文选题及研究内容

第二章 片状CeO₂的合成与表征以及NH₃-SCR催化性能研究

2.1 引言

2.2 材料准备与表征

2.2.1 化学试剂

2.2.2 片状CeO₂的制备

2.2.3 表征仪器

2.2.4 催化活性的测定

2.3结果与讨论

2.4片状CeO₂的催化性能测试

第三章 结论

参考文献

致 谢

第一章 文献综述

1.1 纳米材料概述

1.1.1 纳米材料的特性

纳米材料的兴起，促进了科技的长足发展，也使得人们的日常生活发生了极大的变化，作为一种与传统材料不同的新物质，它吸引着众多科研学者的关注。与常规材料相比，表面效应、量子尺寸效应等新型性质更是拓展了人们的认知面。纳米材料，也叫做超微颗粒材料，三维空间中至少一维处于纳米量级，即0.1~100 nm，尺寸介于原子、分子与宏观微粒之间。纳米材料在物理、化学性质方面都有杰出的特征，它的发展给医学等领域带来了新的机遇。相比于常规材料，由于其晶粒细小使其表现出一系列特殊的物理化学特性^[1,2]，从而进一步提升了纳米材料的利用价值；其他不同的效应同样使纳米材料具备不一样的特性，从而使磁、光、热等性质发生变化。此外，其催化方面的研究更是多年来研究的热点项目，纳米粒子具有较强的表面活性，比较不稳定。并且具有奇特的光学性能、扩散及烧结性能，其中高扩散率对力学性能有很大的影响，同时也降低了烧结温度。总而言之，纳米材料具有相当优异的性能，是传统材料远远不及的，研究价值极高。

1.1.2 纳米材料的发展及应用

20世纪初，纳米材料科技技术的发展突飞猛进，已经进入关键时刻。纳米材料的研究给工业生产带来了革命性的变化，使我国工业化生产面向世界，这种变化主要体现在产品性能方面，而且纳米材料相对来说是比较环保的。如今纳米材料已被广泛应用于诸多领域，如热学、陶瓷、催化、抛光和电磁^[3,4]，其中催化领域的应用最为常见了，与常规催化剂相比，纳米材料的优点有很多，比如它提高反应速率的速度就比普通催化剂高，还能优化反应路径等。

表面涂层技术在当今社会也跃跃欲试，用于改变面材的表面特性，而对纳米材料的研究给它带来了非常大的改变，在原先的基础上加入纳米材料，使得表面涂层技术达到一个新的高度。纳米材料在生物医学中也有重要地位，它与生命是息息相关的，比如纳米传感器的应用。纳米材料技术的优质性能使得它成为前沿科技，最近几年无机纳米材料在国内外也是非常火热，很多企业都在做研发，前景非常广阔。纳米材料的兴起将材料科学的研究带向一个新的层次，它改变了材料的基本结构而不同于传统固体。

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