碳化法制备SiO₂包覆CeO₂-SiO₂共沉淀内核抗紫外线纳米复合材料性能研究

支歆¹，李培忠²，郭占成³，赵凤杰⁴，梁婕⁵

1. 辽宁大学轻型产业学院2. 中国北方稀土(集团)高科技股份有限公司3. 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室4. 新兴际华集团有限公司5. 中国铁路物资北京有限公司

摘 要：利用碳化法制备抗紫外线稀土白炭黑复合材料并对其性能加以研究。研究中发现,通过添加一定量的氯化铈与水玻璃自发形成共沉淀内核,继以碳化法形成二氧化硅包覆外壳,制备出一种高效抗紫外线改性白炭黑复合材料。由紫外吸收光谱检测可知,该改性白炭黑可以有效屏蔽200 nm⁴00 nm波长的紫外线;经过XPS对共沉淀内核测试,确定Ce氧化物为稳定氧化物CeO₂,10 nm深度透射未发现Ce⁴⁺特征峰,证明包覆完全。IR分析表明,特征峰发生了不同程度蓝移。扫描电镜对内核形貌观察,共沉淀形成内核为CeO₂纳米颗粒镶嵌在SiO₂骨架中,该结构可以发挥纳米稀土材料的小尺寸效应,而不受纳米粉体粒度过小引起团聚失效的限制,达到最佳抗紫外线性能。

关键词：碳化法;白炭黑;抗紫外线;包覆;改性;