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水热法合成可控形貌纳米CeO_2研究进展
引言
氧化铈（CeO_2）由于其良好的催化性能和对环境的友好性，被广泛应用于工业生产和环境净化等领域。纳米CeO_2因具有较高的比表面积和更好的催化性能而成为研究热点。目前，水热法被认为是一种常用的制备纳米CeO_2的方法，所制备的CeO_2具有各种形貌和可控的尺寸，为其在各种领域的应用提供了更好的条件。
1.水热法制备纳米CeO_2的机制
水热法制备纳米CeO_2的机制是利用高温高压的反应条件，使CeO_2的晶体生长受到限制。在反应过程中，CeO_2粒子形成的速率会受到溶液成分、反应温度、反应时间等多种因素的影响。
（1）溶液成分
溶液中Ce^3+和Ce^4+的摩尔比例是制备纳米CeO_2中最重要的参数之一。一般来说，Ce^4+的浓度越高，制备出的纳米CeO_2的颗粒尺寸就越大。
（2）反应温度
反应温度是制备纳米CeO_2的另一个关键参数。一般来说，较高的反应温度会有助于生成大颗粒的CeO_2，因为高温会加速溶液中物质的扩散速度。反之，较低的反应温度会导致较小的CeO_2颗粒。
（3）反应时间
反应时间是制备纳米CeO_2时需要考虑的第三个因素。较长的反应时间会产生更大的CeO_2颗粒，因为反应物在时间充足的情况下有足够的时间才能自组织形成较大的晶体。
2.水热法制备纳米CeO_2的形貌控制
水热法可实现对CeO_2纳米粒子的形貌控制，通常通过添加不同的沉淀剂、表面活性剂、配位剂等控制其形貌。此外，通过调节反应条件即反应温度、反应时间和溶液成分也可实现其形貌控制。
（1）添加沉淀剂
添加沉淀剂可使CeO_2粒子的形貌发生变化。一些常用的沉淀剂如碳酸钠、硬脂酸钠等可形成较规则的等边六角形的CeO_2颗粒。硝酸铵等则可生成带有长棒状、椎体状或立方体状的CeO_2纳米颗粒。
（2）添加表面活性剂
添加表面活性剂可影响其形貌，比如在添加十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）时，可形成纳米球形CeO_2颗粒。添加辛酸、十二酸、十六酸等则可生成具有不同形状的CeO_2纳米颗粒。
（3）添加配位剂
添加配位剂可增强水热法制备CeO_2的形貌可控性。采用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）调控反应中Ce^4+的浓度，可获得六方板状、多面体等不同形貌的CeO_2颗粒。
综上所述，水热法是一种制备纳米CeO_2粒子的重要手段，可以制备出各种形状和尺寸可调的CeO_2纳米颗粒。对于纳米CeO_2的研究和应用，形貌控制的实现将会使其在材料领域、环境领域等方面的应用更具广泛性和可行性。