JP2014091646A - 大気安定性に優れた高濃度セリウム3価を有する蛍石型アンドープ酸化セリウムナノ粒子及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に形成された膜厚ナノオーダの酸化セリウムナノ粒子層にアルゴンイオン照射することにより、75%以上の高濃度Ce3+を形成し、その大気安定性を維持できる蛍石型アンドープ酸化セリウムナノ粒子を作製することを特徴とする方法。
75%以上の高濃度Ce3+を含み大気安定性を有する蛍石型構造のアンドープ酸化セリウムナノ粒子。
【選択図】なし
Description
(実施例1)
ポリ乳酸基板にディップ法により酸化セリウムナノ粒子層(CNPL)を形成した。酸化セリウムナノ粒子の平均粒径は3nm以下であり、アルゴンイオン照射前のCNPLの膜厚は10−20nmであった。また、真空中のXPS測定の結果、Ar照射前のCNPLのCe4+濃度は、約70〜80%、Ce3+濃度は約20〜30%であった。
(実施例2、比較例)
また、図3に、上記実施例1と同様にして作製した高濃度Ce3+含有の酸化セリウムナノ粒子層(CNPL)を大気曝露させ、Ce3+濃度の変化を観察した。横軸が大気曝露時間、縦軸はXPS測定結果より全ピーク10本の強度から算出したCe3+濃度である。また、比較例として、実施例1において用いたアルゴンイオン照射前の酸化セリウムナノ粒子(CNP)を用いて、直径4mm×厚さ1mmのCNP成形体を作製し、上記実施例と同条件でアルゴンイオン照射し、比較例とした。このCNP成形体についても同様に大気曝露させ、Ce3+濃度の変化を観察した。
(実施例3)
また、図4に、上記実施例1と同様にして作製した高濃度Ce3+含有のCNPLについてX線回折(XRD)回折実験を行った結果を示す。この図から、上記実施例1で作製した高濃度Ce3+含有のCNPLは、Ce2O3の結晶構造ではなく、CeO2の蛍石型構造であることが確認された。
(実施例4)
また、図5に、上記実施例1と同様にして作製した高濃度Ce3+含有のCNPLについて、大気中にて500℃までの熱曝露試験を行い、試験後のCe3+濃度を調べた。熱曝露時間は10minとした。
(実施例5)
さらに、図6に示すように、上記実施例1と同様にして作製した高濃度Ce3+含有のCNPLについて、300℃/10minで熱曝露を行った後、大気曝露し、その後のCe3+濃度変化を調べた。その結果、高濃度Ce3+の状態が少なくとも2ヵ月維持できることが確認された。
2 酸化セリウムナノ粒子(CNP)
3 酸化セリウムナノ粒子層(CNPL)
4 アルゴンイオン
5 高濃度Ce3+を有する酸化セリウムナノ粒子層
Claims (4)
- 基板上に形成されたナノオーダ厚さの酸化セリウムナノ粒子層にアルゴンイオンを照射することにより、75%以上の高濃度Ce3+を形成し、その大気安定性を維持できる蛍石型構造のアンドープ酸化セリウムナノ粒子を作製する方法。
- 酸化セリウムナノ粒子層の膜厚が50nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- アルゴンイオン照射前の酸化セリウムナノ粒子層に含まれるCe4+濃度がCe3+濃度に対してリッチであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 75%以上の高濃度Ce3+とその大気安定性を有する蛍石型アンドープ酸化セリウムナノ粒子。
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JPN6016031938; J.P. HOLGADO et al.: 'XPS study of oxidation processes of CeOx defective layers' Applied Surface Science Volume 158, Issues 1-2, 20000501, Pages 164-171 * |
JPN6016031939; Limei QIU et al.: 'Comparative XPS study of surface reduction for nanocrystalline and microcrystalline ceria powder' Applied Surface Science Volume 252, Issue 14, 20060515, Pages 4931-4935 * |
JPN6016031942; S. TSUNEKAWA et al.: 'Structural study on monosize CeO2-x nano-particles' Nanostructured Materials Volume 11, Issue 1, 199902, Pages 141-147 * |
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