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In³⁺掺杂CeO₂的固溶度及其储氧能力^*

张世政 , 徐要辉 , 汪庭语 , 李锐星 , 才鸿年

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00516

以(CH₂OH)₂和H₂O的混合溶液为溶剂, Ce(NO₃)₃?6H₂O和In(NO₃)₃?4.5H₂O分别为Ce和In源, 采用溶剂热法在200 ℃下合成了前驱体, 再经500 ℃焙烧2 h制备了In³⁺掺杂的CeO₂粉末. 通过研究一系列In³⁺的添加浓度, 得出In³⁺掺杂CeO₂中In³⁺的固溶度为1% (摩尔分数). In³⁺掺杂对CeO₂形貌的影响不大, 固溶In³⁺前后的CeO₂颗粒形貌均为层状结构, 但当In³⁺的添加量高于固溶度时, 出现了细碎的第二相颗粒. In³⁺饱和掺杂浓度时CeO₂粉末的比表面积高于未掺杂的CeO₂, 达到100 m²/g, 当In³⁺的添加量大于等于3%时比表面积有所下降. In³⁺添加量对储氧能力的影响为: 首先, In³⁺的引入能够明显降低CeO₂的低温还原峰温度; 其次, 当In³⁺的添加量为饱和浓度1%时, CeO₂的低温储氧能力由未掺杂的3.6×10^-4 mol/g提高到4.4×10^-4 mol/g; 当In³⁺的浓度大于等于3%时, 试样的低温储氧能力先有所下降, 随后趋于稳定. 不同In³⁺添加量CeO₂粉末的晶格常数、氧空位浓度、比表面积和低温储氧能力都在1% In³⁺固溶度的位置出现了转折. 低温储氧能力与比表面积和氧空位浓度都有关联, 是二者综合作用的结果.

关键词: CeO2 , In3+ , 掺杂 , 储氧能力 , 溶剂热

In3+掺杂CeO2的固溶度及其储氧能力

张世政 , 徐要辉 , 汪庭语 , 李锐星 , 才鸿年

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00516

以(CH2OH)2和H2O的混合溶液为溶剂,Ce(NO3)3·6H2O和In(NO3)3·4.5H2O分别为Ce和In源,采用溶剂热法在200℃下合成了前驱体,再经500℃焙烧2h制备了In3+掺杂的CeO2粉末.通过研究一系列In3+的添加浓度,得出In3+掺杂CeO2中In3+的固溶度为1％(摩尔分数).In3+掺杂对CeO2形貌的影响不大,固溶In3+前后的CeO2颗粒形貌均为层状结构,但当In3+的添加量高于固溶度时,出现了细碎的第二相颗粒.In3+饱和掺杂浓度时CeO2粉末的比表面积高于未掺杂的CeO2,达到1 00 m2/g,当In3+的添加量大于等于3％时比表面积有所下降.In3+添加量对储氧能力的影响为:首先,In3+的引入能够明显降低CeO2的低温还原峰温度;其次,当In3+的添加量为饱和浓度1％时,CeO2的低温储氧能力由未掺杂的3.6× 10 4 mol/g提高到4.4×10-4 mol/g;当In3+的浓度大于等于3％时,试样的低温储氧能力先有所下降,随后趋于稳定.不同In3+添加量CeO2粉末的晶格常数、氧空位浓度、比表面积和低温储氧能力都在1％In3+固溶度的位置出现了转折.低温储氧能力与比表面积和氧空位浓度都有关联,是二者综合作用的结果.

关键词: CeO2 , In3+ , 掺杂 , 储氧能力 , 溶剂热

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