一种纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机复合材料技术领域，具体涉及一种纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的制备方法。
【背景技术】
[0002]稀土氧化物CeO2中的氧缺位具有活化气相氧的能力，广泛应用于固体氧化物燃料电池、光催化、多相催化等领域。另外，因其具有释放氧的缓冲功能及良好的储氧能力而用于机动车尾气净化的三效催化剂体系，以上应用背景使得CeO2纳米结构的调控成为材料科学和多相催化领域的研宄热点之一。但是，由于CeO2本身热稳定性较差、储氧能力有限，限制了其应用效果。然而，人们发现掺入低价阳离子能提高CeO2的热稳定性和储氧能力。这主要是因为掺杂离子与Ce4+半径和价态的差异导致CeO 2的晶格畸变和表面缺陷，有利于氧缺位形成，而含0602复合氧化物的催化和导电性能与氧缺位密切相关。Li等(Appl.Catal.A:Gen.，2003，246:1-9)研宄发现用N1掺杂CeO2, Ni进入到CeOjA晶格中使其产生氧缺位，促进了气相氧的活化，甲烷催化燃烧性能大大提高。此外，含CeO2复合氧化物的性能还与其自身的结构特点，如形貌、比表面积、组分分布及组分间相互作用等密切相关，大量研宄发现，不同形貌的含CeO2复合氧化物暴露的晶面不同，其性能也有明显差异，因此其合成及应用研宄引起了人们的广泛关注。目前，有关不同形貌二氧化铈-氧化镍复合氧化物控制合成方面的报道较少。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于提供一种无模板剂、环境友好的纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的制备方法。
[0004]解决上述技术问题所采用的技术方案是:将可溶性铈盐和可溶性镍盐加入去离子水中，混合均匀，所得混合液中可溶性铈盐的浓度为0.22?1.62mol/L、可溶性镍盐的浓度为0.18?1.58mol/L，且所得混合液中可溶性镍盐与可溶性铈盐的摩尔比为1:0.15?9.0 ;在搅拌条件下，将所得混合液逐滴加入到3?9mol/L沉淀剂水溶液中，混合液与沉淀剂水溶液的体积比为1:40，滴加完后继续搅拌20?60分钟，然后将其转移至不锈钢反应釜中进行水热反应，水热反应的温度为80?180°C、时间为6?30小时，水热产物80?100°C干燥后在300?500°C下焙烧3?5小时，得到纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物。
[0005]上述的可溶性铈盐为硝酸铈、硝酸铈铵、三氯化铈中的任意一种，可溶性镍盐为硝酸镍、氯化镍、醋酸镍中的任意一种，沉淀剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、尿素、碳酸钾、碳酸钠中的任意一种。
[0006]本发明纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的制备方法中，优选所得混合液中可溶性镍盐与可溶性铈盐的摩尔比为1:1?8。
[0007]本发明纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的制备方法中，优选水热反应的温度为110?160°C、时间为12?24小时。
[0008]本发明纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的制备方法中，优选水热产物80?100°C干燥12小时后在400°C下焙烧4小时。
[0009]本发明方法制备得到的纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物形貌均一、尺寸均匀，原材料价格廉价，制备方法、所需设备简单，制备成本低。
【附图说明】
[0010]图1是实施例1制备的纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的透射电镜照片。
[0011]图2是实施例2制备的纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的透射电镜照片。
[0012]图3是实施例3制备的纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的透射电镜照片。
[0013]图4是实施例6制备的纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物的透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
[0015]实施例1
[0016]将1.56g(3.6mmol)硝酸钟和0.27g(0.9mmol)硝酸镲加入2.5mL去离子水中，混合均匀，所得混合液记为溶液a，溶液a中硝酸钟的浓度为1.44mol/L、硝酸镲的浓度为
0.36mol/L ;将35.65g(0.6mol)氢氧化钾加入10mL去离子水中，搅拌均勾，得到6.0mol/L氢氧化钾水溶液，记为溶液b ;在剧烈搅拌下，将溶液a逐滴加入到溶液b中，滴加完毕后继续搅拌30分钟，然后将其转移至不锈钢反应釜中，110°C水热反应24小时，冷却至室温，将得到的水热产物用去离子水洗涤后在80°C下干燥12小时，然后在空气气氛中400°C焙烧4小时，得到纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物。由图1可见，纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物形貌均一、尺寸均匀，纳米棒的直径约为30nm。
[0017]实施例2
[0018]将1.09g(2.5mmol)硝酸钟和0.75g(2.5mmol)硝酸镲加入2.5mL去离子水中，混合均匀，所得混合液记为溶液a，溶液a中硝酸钟的浓度为1.0mol/L、硝酸镲的浓度为
1.0mol/L ;将35.65g(0.6mol)氢氧化钾加入10mL去离子水中，搅拌均勾，得到6.0mol/L氢氧化钾水溶液，记为溶液b ;在剧烈搅拌下，将溶液a逐滴加入到溶液b中，滴加完毕后继续搅拌30分钟，然后将其转移至不锈钢反应釜中，110°C水热反应24小时，冷却至室温，将得到的水热产物用去离子水洗涤后在80°C下干燥12小时，然后在空气气氛中400°C焙烧4小时，得到纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物(见图2)。
[0019]实施例3
[0020]将1.74g(4.0mmol)硝酸钟和0.15g(0.5mmol)硝酸镲加入2.5mL去离子水中，混合均匀，所得混合液记为溶液a，溶液a中硝酸钟的浓度为1.6mol/L、硝酸镲的浓度为
0.2mol/L ;将35.65g(0.6mol)氢氧化钾加入10mL去离子水中，搅拌均勾，得到6.0mol/L氢氧化钾水溶液，记为溶液b ;在剧烈搅拌下，将溶液a逐滴加入到溶液b中，滴加完毕后继续搅拌30分钟，然后将其转移至不锈钢反应釜中，110°C水热反应24小时，冷却至室温，将得到的水热产物用去离子水洗涤后在80°C下干燥12小时，然后在空气气氛中400°C焙烧4小时，得到纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物(见图3)。
[0021]实施例4
[0022]将1.74g(4.0mmol)硝酸钟和0.15g(0.5mmol)硝酸镲加入2.5mL去离子水中，混合均匀，所得混合液记为溶液a，溶液a中硝酸钟的浓度为1.6mol/L、硝酸镲的浓度为0.2mol/L ;将35.65g(0.6mol)氢氧化钾加入10mL去离子水中，搅拌均勾，得到6.0mol/L氢氧化钾水溶液，记为溶液b ;在剧烈搅拌下，将溶液a逐滴加入到溶液b中，滴加完毕后继续搅拌30分钟，然后将其转移至不锈钢反应釜中，110°C水热反应12小时，冷却至室温，将得到的水热产物用去离子水洗涤后在80°C下干燥12小时，然后在空气气氛中400°C焙烧4小时，得到纳米棒二氧化铈-氧化镍复合氧化物。
[0023]实施例