高比表面铈锆复合氧化物的模板合成及表征

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分别采用非离子表面活性剂聚乙二醇(PEG)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以及CTAB与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的混合体系为模板剂合成了高比表面介孔铈锆复合氧化物。采用XRD、FT-IR、TEM、H2-TPR和BET等检测手段对样品进行了表征。 以PEG为模板剂时,主要考察了PEG的用量和分子量对样品比表面积和孔结构的影响。结果表明:以PEG为模板剂,采用共沉淀法可以合成具有蠕虫状介孔结构的立方相Ce0.5Zr0.5O2或Ce0.5Zr0.5O2与Ce0.75Zr0.75O2,且PEG的用量和分子量都对样品的比表面积有较大的影响,当PEG-4000/(Ce+Zr)为0.4时,样品经600℃煅烧4h后比表面积较大,为131.0m2·g-1,经1000℃煅烧4h后,样品的孔结构发生了严重坍塌,比表面积急剧减小。 以CTAB为模板剂时,主要考察了CTAB的用量、溶液的pH值和水热温度对样品的孔结构的影响;以CTAB/SDS为模板剂时,主要考察了pH值对样品的晶相和比表面积的影响。结果表明:以CTAB及CTAB/SDS为模板剂,采用水热法可以合成具有蠕虫状介孔结构的立方相Ce0.5Zr0.5O2,经过简单的水洗和醇洗后,模板剂的脱除较为理想。CTAB的用量、溶液的pH值和水热温度都对形成MSU介孔结构有较大影响,当CTAB/(Ce+Zr)=0.15、pH=9、水热温度为120℃时,样品比表面积为207.9m2·g-1,经过600℃煅烧2h后,样品的孔结构发生了部分坍塌,比表面积减小为119.1m2·g-1,经过1000℃煅烧2h后,样品的孔结构发生严重坍塌,比表面积急剧减小,但仍保持单相。溶液的pH值对以CTAB/SDS为模板剂合成的样品的晶相影响不大,但对比表面积有较大的影响,当pH=6时,样品比表面积最大,为215.5m2·g-1,而且随着pH的升高,样品的粒径逐渐增大。
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