第31卷，第12期 2011年12月
光谱
学与
光谱
分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31,No. 12pp3315-3318
December，2011
纳米Cei-r（Feo.5Lao.5)O-:固溶体的水热合成及光谱分析
张国芳1.2，张羊换1，葛启录，张胤2，刘铃声3，张练练。
1.钢铁研究总院功能材料研究所，北京100081 2.内家古科技大学帮土学院，内蒙古包头014010 3.内蒙古包头稀土研究院，内蒙古包头014030
摘要采用水热方法合成Cei-（Fea.sLao.s）,Oz-固溶体。利用X射线衍射技术（X-raydiffractiontech nique，XRD)表征样品的相结构，并对固溶体的品胞参数进行拟合，通过紫外可见漫反射光谱(UV-Visdif-fractionspectrum)及拉变光谱(Ramanspectrum)表征其电子跃迁性能及由于双离子掺杂所引起的一系列掺杂效应。XRD结果表明，Ce-（FeasLae.s),Oz-=固溶体为CeO立方萤石结构，当掺杂量增加到r=0.30时出现了微弱的FeO杂相衔射峰；讨论了两种离子在晶格中不同的取代位置。晶胞参数随若掺杂量的增大而逐渐增大，当掺杂量达到工=0.18后保持基本不变。紫外没反射光谱表明，随着掺杂量的增大，固溶体的带欧吸收边红移，即能欧逐渐减小，Fe离子在CeO：晶格中表现为十3价。Raman光谱Fs振动峰位逐渐向
低波数方向移动，同时振动峰逐渐宽化，进一步证明了掺杂离子的影响效应。关键词水热；双离子掺杂；固溶限；氧空位
中图分类号：0614.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)12-3315-04
离子同时掺杂于CeO：晶格中，那么掺杂固溶体的结构等方面会发生较大的改变，从而可以更加有效的提高CeO的性能。
CeO：中的Ce离子具有易变价行为，在不同氧化还原气氯下可分别形成Ce+或Ce+，相互转换过程中，晶格内形成不稳定的氧空位。这种特性使其在催化剂，助催化剂，固态氧化物燃料电池等方面都显示出特有的优势。CeO的一个重要结构特征是可以掺入许多金属离子而保持其董石立方结构不变，目前关于掺杂CeO：固溶体的研究较多集中于单离子掺杂，而以两种或多种不同的离子进行多离子掺杂时，通常可以使材料得到更好的性能。例如，Sm，Y或Gd等单离子掺杂所得到的CeO：基固溶体在固体氧化物燃料电池(SOFC)的电极材料，汽车尾气催化剂等方面都其有较好的潜在应用，但因其性能仍有一定的缺点，导致尚未开始商业化应用1.})。而在上述单掺杂固落体中进一步掺人Ca离子以调整其结构，则可以有效改善其性能方面的缺点。相关的报道还有CeO-ZrO,-Nd;O,固溶体，与CeO-ZrO固溶体相比，双掺杂固溶体的催化性能有了很大的提高4]。已有的研究表明，Fe掺杂CeO：导致晶格变化和氧空位浓度的明显提高is)，La*+的掺杂间样会改善CeO,物理和化学等多方面的性能["]。根据以上研究结论，我们认为，如果将这两种
收稿日期：2010-12-06，修订日期：2011-03-25
基金项目：内蒙古科技大学创新基金项目(2009NC073)资助
合成纳米CeO固溶体的方法很多，如水热法，溶胶凝胶法等。其中，水热法在制备纳米粒子方面具有较大的优势。如采用水热法通常可直接制备得到所需粉体，反应环境处于均匀状态，避免高温烧结等处理步骤，制得的粉体粒度均匀，分散性较好，纯度高。我们已通过水热法成功合成了 Ce- Co, O,,[{7] , Ce Pb, O,[], Ce→ Mn, O→[9] 等[溶体，本文采用水热合成法制备不同掺条比例的Fe-La双离子共掺杂纳米CeO,固落体，研究双离子共掺杂在CeO，中的固溶限，操索掺杂离子对CeO;结构的影响规律。
实验部分 1
1.1试剂
样品制备原料采用包头稀土研究院提供Ce(NO)：， 6H,O(分析纯)及高纯LasO,，天津市第三化工厂生产Fe(NO,）；·9H:O(99.5%)，硝酸（65%)，NaOH(分析纯）。 1.2样品制备
配制0. 4mol ·L-1的 Ce(NO,)；溶液、0. 4mol ·L-1的
作者简介：张国芬，女，1981年生，锅铁研充总院博士研究生，内蒙古科技大学讲师万方数据
e-mail; afang1001@126, com