2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、作為一種廉價且用途廣泛的稀土氧化物,二氧化鈰(CeO2)因其特有的光學(xué)性能、氧存儲能力、高機械拋光強度和Ce3+與Ce4+之間的循環(huán)能力在熒光材料、機械拋光、燃料電池和光催化等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。研究表明CeO2所表現(xiàn)出來的性質(zhì)受形貌、晶格常數(shù)、顆粒大小和缺陷的影響。
  利用水熱法制備CeO2納米材料。使用X射線衍射(XRD,XD-3)分析產(chǎn)物的晶相;用透射電子顯微鏡(TEM,JEM-2100)和掃描電子顯微鏡(SEM,S-

2、4800)分析產(chǎn)物的形貌;使用紫外可見近紅外分光光度計(UV-VIS-NIR, U-4100)測定樣品的吸收譜;使用熒光光度計(PL,F(xiàn)-4500)測量樣品發(fā)光光譜,激發(fā)波長λ=290 nm;使用綜合物性測量系統(tǒng)(PPM,SPPMS EC-Ⅱ(9T))測量產(chǎn)物磁滯回線;使用激光顯微共聚焦拉曼光譜儀(Raman,inVia-Reflex)測量產(chǎn)物的拉曼光譜,激發(fā)波長λ=532nm;使用X射線電子能譜儀(XPS,ESCALAB250)測量分

3、析產(chǎn)物表面的成分和表面元素化學(xué)狀態(tài)。研究內(nèi)容如下:
  1.采用水熱法,以CeCl3·7H2O為鈰源、水合肼為沉淀劑、乙二胺為絡(luò)合劑,通過改變乙二胺的用量來制備四種CeO2粉體。乙二胺用量的改變可引起CeO2樣品帶隙的變化,隨著乙二胺用量的增加,CeO2樣品的帶隙先增加后減小,當(dāng)加入6mL乙二胺時,CeO2樣品帶隙發(fā)生了明顯的紅移。當(dāng)加入5mL乙二胺時,CeO2樣品的熒光強度最大。
  2.采用水熱法,以CeCl3·7H2O

4、為鈰源、NaOH為礦化劑、乙二胺為絡(luò)合劑,通過改變反應(yīng)時間來制備直徑為15-25 nm、長為300-900 nm的納米棒。XRD與選區(qū)電子衍射(SADE)結(jié)果表明所得產(chǎn)物為CeO2。六個產(chǎn)物能帶間隙比塊狀CeO2帶隙小0.08-0.38 eV。X射線光電子能譜顯示樣品Ce3+濃度高于20%。實驗所制備的六個樣品都呈現(xiàn)室溫鐵磁性。帶隙小于2.92 eV時,六個樣品的飽和磁化強度隨著帶隙的增加而增加,帶隙超過這個值時,飽和磁化強度隨著帶隙的

5、繼續(xù)增加反而減小。反應(yīng)100小時制得的納米棒具有最大的飽和磁化強度0.167 emu/g。CeO2納米棒室溫鐵磁性起源與氧空位與Ce3+離子有關(guān)。
  3.采用水熱法制備出四種未摻雜的CeO2納米顆粒,根據(jù)測試結(jié)果分析得出未摻雜CeO2磁性隨著氧空位的增加而增加。根據(jù)產(chǎn)物建立晶胞結(jié)構(gòu)理論研究未摻雜CeO2鐵磁性起源,能態(tài)密度泛函理論計算結(jié)果顯示CeO2中的氧空位能引起Ce的4f電子的自旋極化和樣品的凈磁矩。這項研究發(fā)現(xiàn)可能有助于開

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