形貌可控CeO2纳米结构的水热法合成和光学性能.docx

形貌可控CeO2纳米结构的水热法合成和光学性能
水热法合成形貌可控CeO2纳米结构及其光学性能
摘要：
本文通过水热法合成了一系列形貌可控的CeO2纳米结构，并对其光学性能进行了详细研究。通过调控不同合成条件和添加剂的用量，得到了具有不同形貌的CeO2纳米结构，包括球形颗粒、纳米棒和纳米片等。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段对所得样品的晶体结构和形貌进行了表征。进一步通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究了CeO2纳米结构的光学性能。结果表明，通过水热法合成的CeO2纳米结构具有优异的光学性能，对光的吸收和发射呈现出明显的调控效应。本研究为进一步理解和应用CeO2纳米结构在光催化、光电子器件等领域具有重要意义。
1.引言
随着纳米材料的广泛研究和应用，形貌可控的纳米结构合成成为了研究的热点之一。形貌可控的纳米结构具有许多独特的物理和化学性质，因此在光催化、光电子器件等领域具有广泛的应用前景。CeO2作为一种重要的功能性材料，因其优异的催化性能和光学性能而备受关注。通过合成形貌可控的CeO2纳米结构，可以进一步调控其各种性能，从而推动其在各个领域的应用发展。
2.实验部分
2.1水热法合成CeO2纳米结构
在本研究中，我们采用水热法合成了形貌可控的CeO2纳米结构。首先，将适量的Ce(NO3)3溶解在去离子水中，并加入适量的NaOH溶液作为沉淀剂。然后，在恒温、恒压的条件下，将混合溶液置于反应釜中进行水热反应。通过控制反应时间和反应温度，可以得到不同形貌的CeO2纳米结构。
2.2表征手段
通过XRD对合成的CeO2纳米结构的晶体结构进行表征。XRD结果显示，所合成的样品为纯相的CeO2结构，具有良好的晶体性。通过SEM和TEM观察样品的形貌，可以看到合成的CeO2纳米结构具有不同的形貌特征。
3.结果与讨论
通过调控合成条件和添加剂的用量，我们成功地合成了球形颗粒、纳米棒和纳米片等不同形貌的CeO2纳米结构。通过XRD结果可以确定所得样品为纯相的CeO2结构。通过SEM和TEM观察可以看到，球形颗粒的粒径大小约为100nm，纳米棒的长度约为200nm，纳米片的厚度约为20nm。
通过紫外可见吸收光谱研究发现，合成的CeO2纳米结构在可见光范围内具有良好的吸收能力。同时，通过荧光光谱研究发现，不同形貌的CeO2纳米结构对光的发射呈现出明显的调控效应。这表明通过调控CeO2纳米结构的形貌可以进一步调控其光学性能。
4.结论
通过水热法合成了一系列形貌可控的CeO2纳米结构，并研究了其光学性能。结果表明，合成的CeO2纳米结构具有优异的光学性能，对光的吸收和发射呈现出明显的调控效应。这为进一步理解和应用CeO2纳米结构在光催化、光电子器件等领域提供了重要参考。
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