Synthesis and character of cerium oxide (CeO2) nanoparticles by the precipitation method

Síntesis y características de nanopartículas de óxido de cerio (CeO2) por el método de precipitación

En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de óxido de cerio (CeO₂) de 200-300 nm de diámetro mediante un método de precipitación utilizando agua amoniacal y ácido oxálico como precipitante, respectivamente. Las nanopartículas de CeO₂ así preparadas se caracterizaron mediante diferentes técnicas, incluyendo rayos X, microscopía electrónica de barrido y FT-IR. Se analizó el efecto de la temperatura de calcinación y del precipitante sobre el tamaño y la morfología de los cristales. Los resultados mostraron que la forma de las nanopartículas de CeO₂ preparadas depende en gran medida del precipitante. El tamaño medio de las partículas y el tamaño de los cristalitos aumentan con la temperatura de calcinación. La estructura de las nanopartículas na era de tipo fluorita en las muestras.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, muchos esfuerzos se han centrado principalmente en el desarrollo de nuevas rutas sintéticas para preparar óxido de cerio nanoestructurado debido a sus usos potenciales en muchas aplicaciones, como dispositivos condensadores de alto almacenamiento, capas tampón para conductores, pilas de combustible, materiales de pulido, bloques UV y dispositivos ópticos [1].

Existen varios métodos, como la deposición química de vapor, la electroquímica, las plantillas, la conversión fotoinducida, la síntesis biológica, etc. [2]. Entre ellos, la técnica de precipitación ha sido la que más atención ha atraído debido a las ventajas de su proceso sencillo, su fácil escalabilidad y su bajo coste. Por ejemplo, Zhou et al [3]. CeO₂ produjeron partículas de unos 4 nm a partir de nitrato de cerio y amoníaco. Chen et al [4] sintetizaron partículas nanocristalinas de óxido de cerio por el método de precipitación e investigaron la influencia de la temperatura de reacción y la atmósfera en el carácter del óxido de cerio. Aunque las partículas de CeO₂ preparadas por la técnica de precipitación han sido ampliamente estudiadas, la mayoría de los informes anteriores se centraron en los efectos de los precursores de cerio, ligandos y aditivos de los medios de reacción. Se dispone de menos información sobre la influencia de la temperatura de reacción.

En este trabajo se sintetizaron con éxito nanopartículas de óxido de cerio mediante un método de precipitación sencillo y se investigaron los efectos de la temperatura de reacción en la formación de partículas de CeO₂. Las propiedades de los materiales se caracterizaron mediante análisis de difracción de rayos X (DRX), espectros infrarrojos transformados de Fourier (FT-IR) y microscopía electrónica de barrido (MEB).

EXPERIMENTAL

​Todos los productos químicos suministrados por Xinxi Chemical Co (china) eran de grado reactivo y se utilizaron sin más purificación.