不同气氛加热过程中CeO₂晶体结构的原位研究

毛锡嵩^1,2，夏雪雯^1,2，兰苑培^1,2，姜浪钊¹，蒋小勇¹，田翔宇¹

1. 贵州大学材料与冶金学院2. 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室

摘 要：以Ce（NO₃）₃·6H₂O为原料,水热法制备纳米CeO₂颗粒,将其在空气中高温焙烧多次获得稳定的CeO₂。以稳定的CeO₂作为研究对象,采用TG分析在不同气氛（Air/Ar）加热过程中CeO₂的失重率,并结合原位XRD研究在此过程中CeO₂的晶体结构变化。TG结果显示,在Ar气气氛加热过程中CeO₂具有较高的失重率,表明CeO₂在此过程中产生了较多的氧空位。原位XRD结果显示, CeO₂在不同气氛加热过程中一直保持良好的fcc萤石结构;且随着温度升高, CeO₂晶格发生膨胀,晶格常数增大。在Ar气气氛加热过程中CeO₂晶格常数的增长幅度略大于空气气氛中,也表明在该过程中产生了较多的氧空位,促使CeO₂晶格进一步膨胀。在加热过程中CeO₂的晶格膨胀受到温度和氧空位的同时影响,因此,使用原位技术研究CeO₂的晶体结构时,需同时考虑温度及氧空位对晶格常数的影响。

关键词：加热;Ar气;CeO₂;晶格常数;