纳米CeO₂(纳米氧化铈)是一种高性能的稀土氧化物纳米材料,CeO₂晶体具有立方萤石结构,每个Ce⁴⁺离子位于由8个O²⁻离子组成的立方体的中心,形成面心立方晶胞。Ce在化合物中的价态有+3、+4两种且都可以稳定存在,这使得CeO₂具有较强的氧化还原能力。
【产品名称】纳米CeO2
【特 点】超小纳米片,生物相容性好,具有模拟过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性。
【用 途】可用于抗氧化方面、缓解乏氧环境等。
【技术参数】TEM 尺寸3 nm
【包装形式】水分散液
核心特性
氧化还原性能:CeO₂中的Ce⁴⁺和Ce³⁺可逆转化赋予其良好的储氧和释氧能力,能够在氧化还原反应中传递氧物种。
高比表面积:纳米级CeO₂具有较大的比表面积,能够提供更多的活性位点,提升催化效率。
良好的稳定性:在高温、高压等苛刻条件下仍能保持结构稳定,适用于多种极端环境。
表面可修饰性:通过表面改性可调控其亲疏水性、带电性等,从而优化其在不同体系中的分散性和相容性。
制备方法
沉淀法
这是一种常见的制备方法。首先将含有铈离子的溶液(如硝酸铈溶液)与沉淀剂(如碳酸铵溶液)混合。在合适的反应条件下,如温度、pH值等,铈离子会与沉淀剂反应生成Ce(OH)₄沉淀。然后通过加热分解Ce(OH)₄,使其转化为CeO₂。例如,在沉淀过程中,当pH值达到一定范围时,Ce(OH)₄沉淀开始形成,经过后续的干燥和煅烧步骤,就可以得到纳米CeO₂粉末。这种方法的优点是操作相对简单,成本较低,适合大规模生产。
溶胶-凝胶法
该方法是利用含有铈的化合物(如硝酸铈)作为前驱体,在水溶液中发生水解和缩聚反应,形成溶胶。随着反应的进行,溶胶逐渐转变为凝胶。通过控制溶胶的浓度、水解速度、陈化时间等参数,可以制备出纳米CeO₂。例如,将硝酸铈溶解在水中,加入适量的水解催化剂(如氨水),在一定温度下搅拌反应,形成透明的溶胶。然后将溶胶陈化一段时间,使其转变为凝胶。最后经过干燥和煅烧,得到纳米CeO₂。这种方法的优点是可以准确控制纳米粒子的粒径和形貌,得到的纳米CeO₂具有较好的分散性。
水热法
在水热反应釜中,将含有铈的原料(如氧化铈或硝酸铈)和水混合,在高温高压的条件下进行反应。例如,在150-200℃的温度下,反应数小时,铈的化合物会在水热环境中发生溶解-重结晶过程,形成纳米CeO₂晶体。水热法的优点是可以获得高结晶度的纳米CeO₂,而且通过改变反应温度、时间等条件,可以调节纳米CeO₂的晶体形貌和尺寸。