一、材料結(jié)構(gòu)與理化特性

定義：
二氧化鈰納米棒（CeO? Nanorods, L<100nm）是指長度小于100nm、具有一維棒狀結(jié)構(gòu)的二氧化鈰納米材料，由Ce??和O2?通過立方螢石結(jié)構(gòu)排列而成，表面富含氧空位，兼具納米材料的量子效應(yīng)與二氧化鈰的特殊氧化還原性能。

關(guān)鍵事實(shí)：

• 晶體結(jié)構(gòu)：以立方螢石結(jié)構(gòu)為主，暴露高活性晶面（如、），氧空位濃度高于顆粒狀或球狀CeO?，可通過水熱法、溶膠-凝膠法調(diào)控形貌。

• 尺寸效應(yīng)：長度<100nm時(shí)，比表面積顯著提升（通常>50 m2/g），電子遷移速率加快，催化活性中心密度增加。

• 氧化還原性能：Ce3?/Ce??價(jià)態(tài)循環(huán)能力強(qiáng)，可快速清除自由基或參與氧化還原反應(yīng)，在pH 3-11范圍內(nèi)穩(wěn)定性優(yōu)異。

二、制備方法與工藝優(yōu)化

定義：
指通過化學(xué)或物理方法合成長度<100nm的CeO?納米棒的技術(shù)，核心在于控制晶體生長方向與尺寸分布。

關(guān)鍵趨勢與最新發(fā)展：

• 主流制備技術(shù)：

• 水熱法：以硝酸鈰為前驅(qū)體，NaOH/KOH為礦化劑，通過調(diào)控溫度（120-200℃）和時(shí)間（6-24h），可定向生長出長徑比2-10的納米棒，工藝簡單且成本低。

• 模板法：利用陽極氧化鋁（AAO）或碳納米管為模板，合成直徑均一的納米棒，可精準(zhǔn)控制長度（50-100nm），但模板去除過程可能引入雜質(zhì)。

• 工藝優(yōu)化方向：

• 引入摻雜元素（如La3?、Sm3?）提升氧空位濃度；

爭論點(diǎn)：

• 水熱法的批量化生產(chǎn)中，納米棒易團(tuán)聚，需優(yōu)化表面改性劑（如PEG、檸檬酸）的用量；

• 模板法的高成本與低產(chǎn)率限制了工業(yè)化應(yīng)用，亟待開發(fā)無模板綠色合成工藝。

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