一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种CeO2空心球及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于新材料开发
，尤其涉及一种
CeO2空心球及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]随着纳米技术的迅速发展，具有特殊结构的纳米材料引起了人们的极大关注
。
无机氧化物纳米空心球具有低密度
、
高比表面积
、
高的稳定性和表面渗透性等特点，在催化
、
药物输送
、
微型反应器等方面显示出广阔的应用
。
二氧化铈
(CeO2)
是一种重要的稀土氧化物，有优越的储存与释放氧的功能
、
氧化还原能力，其化学稳定性好且能够高温快速氧空位扩散，因而被广泛地用在催化剂
、
传感器
、
染料
、
电池等领域
。CeO2空心球一般用模板法合成，由于模板法操作复杂
、
成本高
、
污染比较严重，人们更倾向于无模板或者自模板合成
。CO
催化氧化也是研究催化氧化反应重要手段之一
。
因此，研究开发高效
、
低成本
CO
氧化催化剂具有重要意义
。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种
CeO2空心球及其制备方法与应用
。
[0004]本专利技术是这样实现的，一种
CeO2空心球的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0005](1)
将
0.05
～
0.1mol/L
氨水滴加到铈液中，在水热釜中以
150
～
200℃
的温度进行
10
～
20h
的水热反应，将反应液离心收集得到
CeO2实心球，将该
CeO2实心球依次进行水洗
、
离心
、
用水稀释，得到
CeO2水溶胶；
[0006](2)
用酸调节
CeO2水溶胶
pH
为
3.5
～
5.0
，室温搅拌
30
～
60
分钟，往所得溶液中加入
FeSO4·
7H2O
，室温搅拌
10
～
20h
，将反应液离心收集，将离心得到的样品进行洗涤
、
干燥，得到干燥粉末状的
CeO2空心球
。
[0007]优选地，在步骤
(1)
中，所述氨水与铈液的体积比为0～
50mL
：
50mL
；其中，所述铈液通过将
1.0
～
1.5g Ce(SO4)
2.
4H2O
溶于
50mL
去离子水中得到
。
[0008]优选地，在步骤
(2)
中，所述
CeO2水溶胶的浓度为
1.00
～
2.00g/L
；所述
CeO2水溶胶和
FeSO4·
7H2O
的质量体积比为
0.10
～
0.30g/L
：
0.10
～
0.20g/L。
[0009]优选地，在步骤
(2)
中，所述酸为
1.00mol/L
的硫酸溶液
。
[0010]优选地，在步骤
(2)
中，所述洗涤为用去离子水洗涤3～5遍后，再用乙醇洗涤1～2遍；所述干燥为
50
～
80℃
常压干燥或真空干燥4～
10
小时
。
[0011]本专利技术进一步公开了由上述方法制备得到的
CeO2空心球
。
[0012]本专利技术进一步公开了上述
CeO2空心球在作为
CO
氧化的催化剂中的应用
。
[0013]本专利技术克服现有技术的不足，提供一种
CeO2空心球及其制备方法与应用
。
本专利技术
CeO2空心球的制备包括两个过程：
[0014](1)CeO2实心球的制备
[0015]将氨水滴加到铈液中，在
150
～
200℃
下水热反应
10
～
20h
，将反应液离心收集得到
CeO2实心球，将该
CeO2实心球依次进行水洗
、
离心
、
用水稀释，得到
CeO2水溶胶；
[0016](2)CeO2空心球的制备
[0017]用酸调节
CeO2水溶胶
pH
为
3.5
～
5.0
，室温搅拌
30
～
60
分钟，往所得溶液中加入
FeSO4·
7H2O
，室温搅拌
10
～
20h
，将反应液离心收集，将离心得到的样品进行洗涤
、
干燥，得到干燥粉末状的
CeO2空心球
。
[0018]CeO2实心球的制备方法为简单的水热方法，通过改变该方法的水热反应的条件可合成出大小可控且均一的实心球
CeO2，并最终得到大小可控且均一的
CeO2空心球
。
[0019]CeO2空心球的制备方法为新型的定向刻蚀法，其中，
FeSO4既作为还原剂又作为刻蚀剂，在室温下就可以把实心的
CeO2球掏空，其具体技术原理表现为：
FeSO4加入含有实心球
CeO2的水溶胶中，
FeSO4会部分发生水解，溶液变为酸性，在酸性溶液中，
Fe
3+
/Fe
2+
及
Ce
4+
/Ce
3+
电对的标准电极电势分别为
0.771
和
1.72V。Fe
2+
是强还原剂
、Ce
4+
是强氧化剂，
CeO2实心球为颗粒堆积球，
Fe
2+
能通过颗粒间孔道进入
CeO2球内部，并与
CeO2活性高的小颗粒发生氧化还原反应，使
CeO2实心球被刻蚀成空心结构
。
空心球的壳壁厚度可通过定向刻蚀的反应时间和
FeSO4浓度进行控制
。
[0020]本专利技术合成得到的
CeO2空心球相对实心球，其表面积增大
、
活性点增加，作为
CO
氧化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
CeO2空心球的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)
将
0.05
～
0.1mol/L
氨水滴加到铈液中，在水热釜中以
150
～
200℃
的温度进行
10
～
20h
的水热反应，将反应液离心收集得到
CeO2实心球，将该
CeO2实心球依次进行水洗
、
离心
、
用水稀释，得到
CeO2水溶胶；
(2)
用酸调节
CeO2水溶胶
pH
为
3.5
～
5.0
，室温搅拌
30
～
60
分钟，往所得溶液中加入
FeSO4·
7H2O
，室温搅拌
10
～
20h
，将反应液离心收集，将离心得到的样品进行洗涤
、
干燥，得到
CeO2空心球
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤
(1)
中，所述氨水与铈液的体积比为0～
50mL
：
50mL
；其中，所述铈液通过将
1.0<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘顺强，刘红婷，张浩，郭学锋，季伟捷，
申请(专利权)人：连云港职业技术学院，
类型：发明
国别省市：