高分子凝胶改进铈锆固溶体的制备及表征

材料研究学报, 2015, 29(4): 315-320.

高分子凝胶改进铈锆固溶体的制备及表征

方一航 ^1, , 张梦贤 ^2, , 赵先锐 ^3, , 李志刚 ^4, , 王焕平 ^5, , 陈卫平 ^6,

1.浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室台州学院台州318000

2.浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室台州学院台州318000

3.浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室台州学院台州318000

4.浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室台州学院台州318000

5.中国计量学院材料科学与工程学院杭州310018

6.浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室台州学院台州318000

基金项目: 浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室开放基金ZD201309资助项目.Supported by the Zhejiang Provincial Key Laboratory for Cutting Tools Foundation No.ZD201309.

关键词：有机高分子材料 , 铈锆固溶体 , 高分子凝胶 , 铈锆比 , 比表面积

Characterization of Powders of Ceria-Zirconia Solid Solution Synthesized with Additives of Polymer-net Gel

Keywords： organic polymer materials , ceria-zirconia solid solution , polymer-network gel , ratio of Ce/Zr , specific surface area

以不同摩尔比的Ce(NO3)4·6H2O和Zr(NO3)4·5H2O为固溶体原料,在其中添加适量的丙烯酰胺(C3H5NO)、N'N亚甲基双丙烯酰胺(C7H10N2O2)和过硫酸铵((NH4)2S2O8)作为高分子凝胶剂,制备出高分子凝胶改进铈锆固溶体,研究了Ce/Zr比对铈锆固溶体性能的影响.结果表明,高分子用单体与网络剂的三维聚合网络,分散固溶体的粉体颗粒,煅烧高分子后形成多孔结构;上述两因素的协同作用促进了多孔纳米铈锆固溶体的形成.当C3H5NO与C7H0N2O2的质量比为5∶1、混合溶质的溶度为0.04 mol/L并经合适的热处理可以得到粒径为10-20 nm的铈锆固溶体.X射线衍射结果表明,Ce/Zr摩尔比为3∶7～5∶5时固溶体为四方相结构;Ce/Zr摩尔比升至6∶4～7∶3时固溶体为立方相结构;晶格常数随着Zr+的增多而减小.N2吸附-脱附实验结果表明,Ce/Zr摩尔比为6∶4时固溶体具有优异的比表面积和孔结构数据:比表面积为120.5 m2·g1;孔径达到8.12 nim;孔容高达0.22 cm3/g.扫描电镜观察结果显示,铈锆固溶体具有蜂窝状的多孔性结构.

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