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纳米稀土复合材料的制备及其性能研究

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毕业论文范文题目：纳米稀土复合材料的制备及其性能研究，论文范文关键词：纳米稀土复合材料的制备及其性能研究
纳米稀土复合材料的制备及其性能研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：稀土元素具有优异的物理和化学性质,在国民经济和现代科学技术的各个领域得到了重要应用。我国是稀土资源大国,对稀土元素复合材料的研究与应用对国民经济的发展具有重要的意义。纳米材料是颗粒尺寸为纳米级(1-100nm)的超细粒子材料,其粒径处于微观粒子与宏观块体之间,具有与传统固体材料不同的许多特殊性质,成为近年来材料科学中的研究热点。高氯酸铵(AP,AmmoniumPerchlorate)是固体火箭推进剂的主要成分,其热分解温度对推进剂的燃烧性能起决定作用。研究合适的催化剂,以降低AP热分解温度,对固体火箭推进剂性能的提高有重要意义。稀土光致发光配合物由于其荧光单色性好,发光强度高而日益受到人们的重视。但其荧光稳定性不高,在目光照晒下逐渐失去荧光性能。为了提高稀土光致发光配合物的实用价值,必须解决其荧光稳定性差的问题。由于纳米二氧化硅高纯度、低密度、高比表面、高透明度等特性,当它被包覆在稀土光致发光配合物表面上,可以隔绝空气中的水分和氧气,提高稀土光致发光配合物的荧光稳定性,同时又不改变其光（略..）学性质。本文采用化学沉淀法,制备了氧化钕/多壁碳纳米管、氧化铈/多壁碳纳米管、氢氧化钕/多壁碳纳米管复合材料以及三种稀土氧化物/氧化铁/多壁碳纳米管三元复合材料;采用水解沉淀法,将SiO_2包覆在铕-(噻吩三氟乙酰丙酮)_3-1,10-邻菲啰啉(Eu(TTA)_3phen)的表面,制备了纳米级的Eu(TTA)_3phen/SiO_2核/壳型复合材料。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对产物的形貌、结构、组成进行了表征,利用热重-差热分析(TG-DTA)对碳纳米管复合材料对AP热分解的催化性能进行了研究,利用荧光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-vis)研究了Eu(TTA)_3phen/SiO_2荧光、紫外性质和荧光稳定性。首先,采用化学沉淀法,制备出了Nd_2O_3/MWCNT复合材料,并研究了产物作为催化剂时对AP热分解的影响。结果表明,化学沉淀法能够成功制备出Nd_2O_3/MWCNT复合材料;Nd_2O_3和Nd（略..）(OH)_3同时存在于Nd_2O_3/MWCNT的表面,两种物质的晶型完整。与纳米Nd_2O_3相比,Nd_2O_3/MWCNT对AP热分解的催化能力更强;样品的制样方法对催化实验的结果有影响,以去离子水为AP溶剂时催化效果最好;多壁碳纳米管的表面酸处理和表面活性剂是影响Nd_2O_3/MWCNT复合材料能够制备成功的重要因素;反应中先生成Nd(OH)_3/MWCNT前驱体,经过煅烧得到Nd_2O_3/MWCNT。第二,采用化学沉淀法,制备出了CeO_2/MWCNT复合材料和La(OH)_3/MWCNT复合材料,并研究了产物作为催化剂时对AP热分解的影响。结果表明,化学沉淀法能够成功制备出CeO_2/MWCNT复合材料,而无法制备出La_2O_3/MWCNT复合材料;CeO_2/MWCNT晶型完整,表面纳米CeO_2的平均粒径约为9nm;La(OH)_3/MWCNT表面的La(OH)_3晶型不完整,但粒径很小;与La(OH)_3相比,La(OH)_3/MWCNT对AP热分解的催化能力更强;纳米CeO_2对AP热分解没有催化作用,CeO_2/MWCN（略..）T对AP热分解的催化能力来自多壁碳纳米管。第三,采用化学沉淀法,制备出了Fe_2O_3/CeO_2/MWCNT、Fe_2O_3/Nd_2O_3/MWCNT和Fe_2O_3/Y_2O_3/MWCNT三元复合材料,并探讨了产物作为催化剂时对AP热分解的影响。结果表明,化学沉淀法能够成功制备出Fe_2O_3/CeO_2/MWCNT、Fe_2O_3/Nd_2O_3/MWCNT和Fe_2O_3/Y_2O_3/MWCNT三元复合材料;三元复合材料的晶型完整,多壁碳纳米管表面Fe、Ce、Nd和Y元素分别以α-Fe_2O_3、CeO_2、Nd_2O_3和Y_2O_3的形式存在;三种三元复合材料对AP热分解的催化能力的排序为Fe_2O_3/Y_2O_3/MWCNT＞Fe_2O_3/CeO_2/MWCNT＞Fe_2O_3/Nd_2O_3/MWCNT,但都要优于或约等于相对应稀土氧化物/氧化铁复合纳米粒子的催化能力。最后,采用水解沉淀法,将SiO_2包覆Eu(TTA)_3phen的表面,形成Eu(TTA)_3phen/SiO_2核/壳型纳米复合荧光材料。结果表明,反应中去离子水的用量决（此处忽略..）定了对产物形貌;正硅酸乙酯和稀土配合物的比例对Eu(TTA)_3phen/SiO_2产物的荧光强度有很大影响;产物中SiO_2为物理包覆;由于量子尺寸效应,Eu(TTA)_3phen/SiO_2的紫外吸收峰较Eu(TTA)_3phen发生了蓝移;与Eu(TTA)_3phen相比,Eu(TTA)_3phen/SiO_2的荧光稳定性有一定的改善。本论文通过化学沉淀法,制备了多种稀土氧化物/多壁碳纳米管复合材料,基本实现了可控制备,并研究产物对AP热分解的催化性能;通过水解沉淀法,制备了Eu(TTA)_3phen/SiO_2核/壳型纳米复合荧光材料,并研究其光学性质。为以后的应用提供了理论基础。

以上为本篇毕业论文范文纳米稀土复合材料的制备及其性能研究的介绍部分。

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