二氧化铈纳米棒(L<100nm)的特点是什么

二氧化铈纳米棒（L<100nm）具有以下特点：

一、物理与结构特性

1. 一维纳米结构
   呈棒状形态，长度小于100nm，具有高比表面积（提供更多表面活性位点），同时保持化学稳定性和生物相容性。其晶体结构为立方萤石结构，金属阳离子（Ce⁴⁺）按面心立方点阵排列，阴离子（O²⁻）位于四面体中心。

2. 表面特性
   富含氧空位，表面位点浓度高（如边缘位点0.177 mol/kg，层位点0.228 mol/kg），为催化反应提供丰富的活性中心。

二、化学与催化性能

1. 氧化还原活性
   铈元素可在Ce³⁺和Ce⁴⁺之间灵活切换，实现可逆的氧释放与补充。这一特性使其在氧化还原反应中表现出优异的催化活性，例如：

• CO氧化：通过氧空位动态生成，高效参与反应。

• 水气变换：促进反应物吸附与活化。

• VOC降解：如甲苯的催化氧化，依赖高比表面积和氧空位增强吸附与激活能力。

2. 储氧能力
   能在不同氧化态间转换，储存和释放氧气，这一特性在催化反应中尤为重要，例如调节尾气中氧气浓度以促进污染物转化。

3. 晶面效应
   纳米棒暴露的和晶面比传统多面体的晶面具有更高的氧存储能力，从而提升催化效率。

三、制备方法与形貌控制

1. 化学沉淀法
   以可溶性铈盐为原料，加入表面活性剂后与沉淀剂反应生成前驱体，经过滤、洗涤、干燥和焙烧得到介孔结构产物。

2. 水热合成法
   在高压反应釜中通过高温高压环境使难溶物质溶解并重结晶。例如：

• 合成铈的乳液前驱体后，在70~90℃条件下热烘干22~26小时，再于350~450℃煅烧1.5~2.5小时，得到二氧化铈纳米棒。

3. 模板法
   以介孔氧化硅等为模板，通过水热法等合成有序介孔结构，控制形貌与孔隙率。

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