温和条件下纳米氢化铈和纳米镥、镱、镝金属粉末的制备及性能研究

论文摘要

本项研究工作为国家科学自然基金——“化学法制备纳米稀土金属和稀土氢化物及其性能应用的研究”的资助课题。1.首次在常压、45℃条件下,采用催化法、卤代烃引发和金属经活化后利用溶剂效应三种方法使会属铈与氢气直接反应,合成纳米尺寸氢化铈粉末。借助X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和BET法对产物的结构、形貌、粒子尺寸及比表面积进行了测定,结果显示产物均为面心立方结构的CeH2.73,基本颗粒尺寸为10-20 nm,具有较大的比表面积20.4 m2/g。制备的纳米氢化铈活性很高,遇空气有火花产生,其加热分解得到纳米铈。2.首次在常温常压下,采用络合催化法合成余属镥有机中间体,在真空条件下热分解来制备纳米尺寸镥金属粉末。借助透射电镜（TEM）、和BET法对产物进行了表征,测试结果表明产物是面心立方的镥晶体,其平均粒子尺寸约为18 nm。制备的纳米金属镥粉末活性很高,暴露在空气中有火花,显示出较高的化学反应活性。3.通过金属有机中间体再将其真空热解的方法得到了纳米镱、镝金属粉末。它们活性很高,暴露在空气中有火花,能分别与H2、N2在相对较低的温度下进行反应,同时得到相应的纳米氢化物和氮化物,显示出较高的化学反应活性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 纳米材料概述
• 1.1.1 纳米材料的特性
• 1.1.2 纳米材料的制备
• 1.1.3 纳米材料的常用表征手段
• 1.1.4 纳米材料的应用
• 1.2 镧系金属及其金属有机化合物概述
• 1.2.1 镧系金属
• 1.2.2 镧系金属有机化合物
• 1.3 稀土氮化物概述
• 1.3.1 稀土氮化物的制备
• 1.3.2 稀土氮化物的性质及应用
• 1.4 稀土金属氢化物概述
• 1.4.1 稀土金属氢化物的类型及应用
• 1.4.2 稀土金属氢化物工业合成
• 1.4.3 稀土金属氢化物晶体结构
• 1.5 小结
• 第2章 实验试剂、设备和测试仪器
• 2.1 实验原料及仪器设备
• 2.1.1 化学原料
• 2.1.2 主要设备及仪器
• 2.1.3 实验装置
• 2.2 测试仪器和方法
• 2.2.1 气相色谱分析
• 2.2.2 紫外可见吸收光谱分析
• 2.2.3 核磁共振分析
• 2.2.4 X射线衍射分析
• 2.2.5 透射电镜分析
• 2.2.6 比表面积测试
• 第3章 纳米尺寸氢化铈的制备及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 纳米尺寸氢化铈的制备
• 3.3.2 氢化饰粉末的结构表征
• 3.3.3 纳米氢化饰的加氮反应性能研究
• 3.3.4 纳米氢化饰对肉桂醛选择性还原研究
• 3.4 小结
• 第4章 纳米镥金属粉末的制备及其性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 葱噜金属有机化合物的合成及表征
• 4.3.2 纳米噜金属粉末的制备
• 4.3.3 纳米噜金属粉末的表征
• 4.4 小结
• 第5章 纳米镱、镝金属粉末的加氢和加氮性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 纳米镱、镝粉末的加氢性能
• 5.3.2 纳米镱、镝粉末的加氮性能
• 5.4 小结
• 参考文献
• 致谢