前躯体热分解法制备稀土复合氧化物及其性能研究

【摘要】稀土复合氧化物以其特有的优异性能,在催化、光学、生物分析等诸多领域有着广泛的应用前景。开发稀土复合氧化物的制备技术、揭示稀土复合氧化物的形成机制,研究其组成与性能之间的内在规律都具有重要价值。本文基于前躯体热分解法制备稀土复合氧化物进行研究,发展了一种前躯体热分解法制备钙钛矿型稀土复合氧化物和稀土复合氧化物多孔材料的新方法。前躯体热分解法具有获得产物粒径分布均匀,分散性好的特点。本工作通过前躯体热分解法分别成功制备了LaAlO3纳米空心微球,YAlO3(YAP):Eu3+和Y3A15O12(YAG):Eu3+等稀土铝酸盐荧光材料,全系列稀土铬酸盐,以及Ag/La2O3-Al2O3系列稀土复合氧化物,并对其荧光性质和催化性质展开了研究。通过前驱体热分解法成功合成LaAlO3纳米空心微球,通过SEM和TEM研究LaAlO3纳米空心微球前躯体在煅烧前后的形貌变化,通过XRD,FTIR,TG等分析手段对LaAlO3纳米空心微球的前躯体和不同温度对其前躯体煅烧后的样品进行分析,发现前躯体热分解法制备LaAl03空心球的过程分为两步,首先通过乙二醇溶剂热法合成胶囊状有机—无机杂化前驱体,再对该前驱体进行煅烧后生成LaAlO3空心球。以前躯体热分解法制备LaAl03纳米空心球的方法为基础,成功制备了LaAlO3:Ln3+(Tb3+,Sm3+,Eu3+)三种荧光粉,同时分别对三种荧光粉的荧光性质进行研究。通过前躯体热分解法制备其他种类的稀土铝酸盐,成功制备了PrAlO3,NdAl03其他两种稀土铝酸盐空心球。前躯体热分解法制备的LaAlO3空心结构在药物传输和释放以及生物标签领域具有潜在的应用前景。以前驱体热分解法成功制备铝酸盐的案例为基础,探讨应用该法制备其他种类钙钛矿型稀土复合氧化物。通过前躯体热分解法制备了YAP:Eu3+和YAG:Eu3+两种不同的荧光材料。通过SEM,XRD和FT-IR等表征手段对其性质研究后发现,两种氧化物各自不同的晶体结构分别对其形貌和荧光性质具有重要影响。两种物质的晶体结构的对称性是影响YAP:Eu3+和YAG:Eu3+两种荧光粉的形貌以及5D0→7F1的发射峰和5D0→7F2的发射峰的相对强弱的关键因素。同时两种荧光粉各自的晶体场环境对YAP:Eu3+和YAG:Eu3+两种荧光粉的荧光性质有决定性影响。设计和发展了一种前躯体热分解法制备稀土铬酸盐的方法。采用该法成功制备全系列稀土铬酸盐,以GdCrO3的形成机理为基础,对该系列稀土复合氧化物的形成机制进行了探讨,并总结了稀土铬酸盐的组成和性能随着稀土元素原子序数递增的变化规律。同时向反应体系加入Al3+和Cr3+两种不同的金属离子,成功制备了LaCrxAl1-xO3系列稀土复合氧化物,并对LaCrxAl1-xO3系列稀土复合氧化物的组成和性能进行了初步的探讨。以CO催化氧化反应为评价手段,对LnCrO3和LaCrxAl1-xO3的催化性能进行了评价,探讨了钙钛矿型稀土复合氧化物的晶体结构改变对其催化性能的影响。将前躯体热分解法进一步拓展,发展了一种前躯体热分解法制备La2O3-Al2O3系列稀土复合氧化物的新方法。向该合成体系中引入金属银离子,成功构建了Ag/La2O3-Al2O3系列稀土复合氧化物。并对Ag/La2O3-Al2O3系列稀土复合氧化物的形成机制进行了探讨。以CO催化氧化反应为评价手段,对所制备的Ag/La2O3-Al2O3系列催化剂的催化性能进行了评价,探讨了镧和铝的摩尔比变化对Ag/La2O3-Al2O3型稀土复合氧化物的形貌、比表面积和催化性能的影响。通过对前躯体热分解法和浸渍法制备的Ag/La2O3-Al2O3型稀土复合氧化物的催化性质进行比较,发现前驱物热分解法制备的材料具有更好的催化活性和热稳定性。
【作者】于健飞；
【导师】陈标华；
【作者基本信息】北京化工大学，化学工程与技术，2012，博士
【关键词】稀土复合氧化物；前躯体热分解法；空心微球；钙钛矿；多孔材料；

【参考文献】
[1]成波.合金在熔融卤化盐高温相变储热介质中的腐蚀机理研究[D].兰州理工大学,材料加工工程,2014,硕士.
[2]李萌.烟草物流多级配送中心选址优化模型与方法研究[D].北京交通大学,2013.
[3]王芸.从女性主义翻译理论视角看苔丝形象的传译[D].湖南农业大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[4]王凤.英语时态非典型时间指向的认知研究[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[5]郭珊珊.促进我国居民收入公平分配的税收制度研究[D].山东财经大学,财政学,2013,硕士.
[6]郭飒飒.社会主义市场经济下公务员行政道德建设探索[D].上海师范大学,伦理学,2004,硕士.
[7]封进甫.汽车满意度调查评估分析[D].吉林大学,交通运输工程,2014,硕士.
[8]刘学杰,贾颖,姜永军,李沛艾,任元.Li吸附对石墨烯、BC_3、C_3N电学性质影响的第一性原理研究[J].功能材料,2015,07:56-61.
[9]徐福柱.NGI中基于运动预测的资源预约机制的设计与仿真实现[D].东北大学,计算机应用技术,2010,硕士.
[10]王鹏飞.转基因产品快速检测技术的研究[D].沈阳师范大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[11]孔德琳.刑事简易程序若干问题研究[D].贵州民族大学,诉讼法,2013,硕士.
[12]吕小莲.基于四自由度西红柿采摘机器人视觉系统的研究[D].沈阳农业大学,2008.
[13]刘冲.中国外汇储备结构优化研究[D].山东财经大学,金融学,2014,硕士.
[14]尹华.制笔生产中复杂模具异物检测算法研究[D].浙江理工大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[15]曹远.普通高中生数字化课外阅读研究[D].扬州大学,学科教学,2011,硕士.
[16]胡振宇.余额宝的增值服务研究[D].北京交通大学,2014.
[17]罗雅博.基于粗糙集的时态数据挖掘研究[D].湘潭大学,2004.
[18]米晶.数控机床制造联盟企业集成关键技术研究[D].东北大学,机械制造及其自动化,2010,硕士.
[19]朱卫卫.大跨径预应力连续刚构桥箱梁悬臂浇筑施工节段早期不同养生方法研究[D].重庆交通大学,结构工程,2012,硕士.
[20]孙路遥,王继忠,彭书传,陈天虎.暴露组及其研究方法进展[J].环境科学学报.
[21]王晓蕾.商业银行业务流程再造机理研究[D].武汉理工大学,会计学,2003,硕士.
[22]刘崇.我国B2C电子商务信用问题分析[D].东北财经大学,西方经济学,2012,硕士.
[23]刘爱明.基于平行排列3×3耦合器的双环全光缓存器的研究[D].北京交通大学,2005.
[24]陈凡.抛物型问题间断有限体积元方法的数值模拟[D].山东师范大学,计算数学,2013,硕士.
[25]张雅坤.2013年美国革命琴弦乐团访华口译实践报告[D].河北师范大学,翻译,2014,硕士.
[26]李杰.管子车床的数控改造设计[D].沈阳工业大学,机械工程,2003,硕士.
[27]张晓娟.促性腺激素释放激素类似物对人乳腺癌细胞影响的体外研究[D].郑州大学,内科学,2013,硕士.
[28]宋玉婷,孙文辉.基于JML的标记—清扫垃圾收集验证[J].计算机应用与软件,2014,09:32-36.
[29]李葆祚.计算机辅助设计+自制牙支持式导板在下颌后牙区的应用[D].山西医科大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[30]吴小强,刘晶,李秀生,邱菀华.3D安全协议的改进及应用[J].控制与决策,2005,04:463-466.
[31]招瑜,魏爱香,刘俊.利用温变电容特性测量发光二极管结温的研究[J].物理学报.
[32]张帆.信息安全测评认证在信息安全保障中的定位与作用[D].四川大学,电子与通信工程,2003,硕士.
[33]吴斌.基于重金属与底栖生物群落结构耦合关系的近海沉积物环境质量综合评价体系构建[D].中国科学院研究生院（海洋研究所）,环境科学,2014,博士.
[34]武越.基于ZigBee的无线传感器网络定位技术的研究[D].大连海事大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[35]王具涛.双工位复合塞袋机控制系统的开发[D].湖北工业大学,机械工程,2013,硕士.
[36]杨田.DDD房室顺序起搏与房室延迟自主心律对血流动力学影响的临床研究[D].川北医学院,内科学,2013,硕士.
[37]黄文静.4-5岁儿童功能性便秘流行病学特点、相关因素及对心理行为的影响[D].青岛大学,药理学,2012,硕士.
[38]曾新华.岩石爆破损伤影响范围研究[D].天津大学,水利水电工程,2004,硕士.
[39]李佳蕾.Windows下基于主机的安全日志服务器[J].网络安全技术与应用,2005,07:28-30.
[40]赵鹏飞.大禹集团泰合地产褐石公园项目的成本管理研究[D].吉林大学,项目管理,2013,硕士.
[41]白雪.气象领域事件挖掘相关问题的研究[D].复旦大学,计算机软件与理论,2013,博士.
[42]杨苏东,梁彦瑜,温祝亮,宋启军,张校刚.不同载体负载Pd催化剂对甲酸的电催化氧化活性比较[J].电化学,2011,02:175-179.
[43]孙康.基于系统动力学的工程项目成本控制方法研究[D].华东交通大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[44]朱宏伟.新形势下大学生思想道德教育对策研究[D].西北工业大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[45]夏凯.Fe_3O_4纳米颗粒与蛋白的相互作用及生物学效应研究[D].中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）,2015.
[46]黄楚兴.云南省岩溶旅游地质资源特征及其环境保护[D].昆明理工大学,2003.
[47]邓君.崭新的视角理论与实践并重——评《网络数据分析》[J].情报科学,2004,09:1152.
[48]禹晶,李大鹏,廖庆敏.基于颜色恒常性的低照度图像视见度增强[J].自动化学报,2011,08:923-931.
[49]蒋华.中小学校长的管理与素质教育[D].内蒙古师范大学,教育管理（专业学位）,2013,硕士.
[50]王琦.T-bet对胃癌生存期影响的COX多因素分析[D].苏州大学,肿瘤学（专业学位）,2013,硕士.