Synthesis of CeO2 nanocrystalline powder by precipitation method

• Autorzy: Mazaheri M. , Hassanzadeh-Tabrizi S. A. , Aminzare M. , Sadrnezhaad S. K.

Warianty tytułu

PL

Synteza nanokrystalicznego proszku CeO2 metodą strącania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ceria (CeO2) is an important rare earth oxide and has been widely investigated in the automotive exhaust purification, oxygen storage and release catalysis, and solid oxide fuel cell applications. In recent years, due to the excellent physical and chemical properties of nano-sized particles, which are significantly different from those of bulk particles, there is considerable interest in enhancing catalytic activity, sinterability, and other properties by decreasing the grain size into a nanometer range. In the present study, a simple precipitation procedure for the synthesizing of CeO2 nanocrystalline powder (∼13 nm) is presented. The structural evolutions and morphological characteristics of the nanopowder were investigated using X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), thermo-gravimetry (TG), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). XRD results showed that face centered cubic CeO2 particles with crystallite size in nanometer scale were formed. By increasing the calcination temperature from 100 to 300°C, the crystallite size decreases from 20 to 13.9 nm. By increasing the temperature more than 300°C, crystallite size of ceria increases. SEM studies showed the morphology of the prepared powder is sphere-like with a narrow size distribution.

PL

Tlenek ceru(IV) (CeO2) jest ważnym tlenkiem ziem rzadkich i został szeroko zbadany w zastosowaniach obejmujących oczyszczanie spalin samochodowych, kataliza przechowywania i uwalniania tlenu oraz stałotlenkowe ogniwa paliwowe. W ostatnich latach, w związku z doskonałymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi nanocząstek, znacznie różniącymi się od cząstek masywnych, istnieje znaczne zainteresowanie zwiększeniem aktywności katalitycznej, spiekalności i innych właściwości poprzez zmniejszenie rozmiaru ziarna do zakresu nanometrycznego. W prezentowanych badaniach pokazana jest prosta procedura strącania wykorzystana do syntezowania nanokrystalicznego proszku CeO2 (∼13 nm). Ewolucja budowy i charakterystyka morfologiczna nanoproszku badana była z wykorzystaniem dyfraktometrii promieniowania X (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), termograwimetrii (TG) i spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR). Wyniki XRD pokazały, że wytworzono cząstki regularnego, centrowanego ściennie CeO2 o nanometrycznym rozmiarze krystalitów. W wyniku zwiększenia temperatury kalcynacji ze 100 do 300°C rozmiar krystalitu zmniejsza się z 20 do 13.9 nm. W wyniku zwiększenia temperatury ponad 300°C rozmiar krystalitu tlenku ceru(IV) zwiększa się. Badania SEM ujawniły, że morfologia wytworzonych cząstek jest zbliżona do kulistej, a cząstki mają wąski rozkład wielkości.

Słowa kluczowe

EN

CeO2; precipitation; powders; nanoparticles

PL

CeO2; strącanie; proszki; nanocząstki

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 529--532
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Mazaheri M.

autor

Hassanzadeh-Tabrizi S. A.

autor

Aminzare M.

autor

Sadrnezhaad S. K.

• Materials and Energy Research Center, Tehran, Iran,

Bibliografia

• 1. Gu L., Meng G.: Mater. Res. Bull., 42, (2007), 1323-1331.
• 2. Angel G. D. Padilla J. M., Cuauhtemoc I., Navarrete J.: J. Mol. Catal. A, 281, (2008), 173-178.
• 3. Meyers M.A., Mishra A., Benson D.J.: Prog. Mater. Sci., 51, (2006), 427-556.
• 4. Hassanzadeh-Tabrizi S. A., Taheri-Nassaj E., Sarpoolaky H.: J. Alloys Compd., 456, (2008), 282-285.
• 5. Zhou Y.C., Rahaman M.N.: J. Mater. Res., 8, (1993), 1680-1686.
• 6. Li Y. X., Chen W. F.,. Zhou X .Z.: Mater. Lett., 59, (2005), 48-52.
• 7. Yu J. C., Zhang L., Lin J.: Colloid Interface Sci., 260, (2003), 240-243.
• 8. Chen W., Li F., Yu J.: Mater. Lett., 60, (2006), 57-62.
• 9. Alifanti M., Baps B., Blangenois N.: Chem. Mater. 15, (2003), 395-403.
• 10. Zhou X. D., Huebner W., Anderson H. U.: Chem. Mater., 15, (2003), 378-382.
• 11. Lee J. S., Choi S. C.: Mater. Lett., 59, (2005), 395-398.
• 12. Yoshioka T., Dosaka K., Sato T.: J. Mater. Sci. Lett., 11, (1992), 51-55.
• 13. Li J. G., Ikegami T., Lee J. H., Mori T.: Acta Mater., 49, (2001), 419-426.
• 14. Cabus-Llaurado M. C., Cesteros Y., Medina F., Salagre P., Sueiras J. E.: Micropor. Mesopor. Mater., 100, (2007), 167-172.
• 15. Hasannejad H., Shahrabi T. Sabour-Rouhaghdam A., Aliofkhazraei M., Saebnoori E.: Appl. Surf. Sci., 254, (2008), 5683-5690.
• 16. German R. M.: Simulation of Diffusion Controlled Sphere-Sphere Sintering, Elsevier, Amsterdam, 1977, 18-25.
• 17. Chen H., Chang H.: Solid State Commun., 133, (2005), 593-598.