②表面效应

由于球形颗粒的表面积和体积都和它的直径（d）有关，且易得结论比表面积(表面积/体积)和直径成反比关系。由此可知微粒直径变大，比表面积就会变小。纳米材料直径很小，所以微粒比表面积远大于相应的非纳米粒子的比表面积，由此可知纳米微粒所占有的原子数目远多于非纳米粒子。导致表面原子周围出现许多悬空键，因此粒子为不饱和状态，必须和其它原子结合才能成为稳定结构，所以纳米微粒的活性很高，这也是其不稳定的最根本的原因。此为表面效应的定义。

③量子尺寸效应

纳米材料的直径越小，能级之间的间距就会越大。当热、电或磁能与平均能级间距相比，更小时将会产生许多和宏观物质完全不同的特征，这就是量子效应。该效应导致纳米粒子的物理性能显著的不同于宏观性质。

④宏观量子隧道效应

纳米微粒的穿过势垒的能力叫做隧道效应。最近，大家观察到有些宏观物质的量，比如粒子的磁化强度、量子相干器件的磁通量和电荷等也有隧道效应，这些量能穿过宏观系统的势垒且发生改变，因此被称为宏观的物质量子隧道效应。如磁铁有磁性，当它的颗粒的尺寸小到纳米级别时，铁磁性将会变为顺磁性或软磁性[3]。

1.2  二氧化铈  

    CeO2用途极其广泛且价格便宜，常被应用于用于玻璃、原子能、电子管等工业。近几年以来，随稀土新物质快速的发展且在各个邻域的广泛应用，纳米CeO2也被发现有新的优异性能及应用邻域，对纳米CeO2的合成、功能和应用方面的研究已变成了一个有待急切解决的课题[4-9]。

    CeO2属于萤石型氧化物。萤石型氧化物因CaF2而得名。金属阳离子在萤石晶胞中以面心立方点阵的方式排列起来。由于这种结构中存在着大量八面体空位，所以被认为是敞型结构。由于此结构能使离子迅速散开，因此这种氧化物被认为是快离子导体。经过高温还原，CeO2会转化为Ce02-X氧化物(0<x<0.5)，该氧化物有氧缺位且非化学计量比[10]，但在低温(T<723K)状态，二氧化铈会生成一系列组份不同的化合物。然而我们必须知道，即便从晶格上失去大量的氧，形成许多氧空穴，此时二氧化铈依然可以具有萤石型晶体的结构[11]。

     二氧化铈的研究现状：黄京根等[12]报道了运用H2C2O4作为沉淀剂，H2C2O4通过热分解，制备出比表面较大CeO2的方法；肖楚民等[13]用碳酸氢铵作为沉淀剂，制备CeO2的新工艺；胡莉茵[14]研究了H2O2-NH3·H2O沉淀法；吴君毅等[15]、李秀珍等[16]也先后提出了对沉淀法进行工艺改进——采用加入表面活性剂和逐滴加入沉淀剂的均匀沉淀方法，结果表明团聚减少，但并没有杜绝，仍有待研究和解决； 李道华等[17]、徐宏等[18]在纳米材料的合成中应用了固相化学反，在室温下用(湿)固相反应能制备纳米CeO2粒子。

1.3  纳米二氧化铈的制备方法源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/

有多种合成纳米CeO2的方法，比如溶胶—凝胶(Sol-Gel)法、沉淀法、水热法、微乳液法和电化学法等。本实验采用溶剂热法制备纳米CeO2。

1.3.1  溶胶一凝胶(Sol—Gel)法

Sol—Gel法是合成稀土氧化物颗粒普遍的一种方式，该方法有反应温度较低，产物的颗粒小，粒子分布窄，产品纯度高的特点。该法制各过程如下：

原料的水解与聚合→凝胶的形成→干燥→热分解

溶胶—凝胶法合成CeO2粉体的具体过程：称取适量的Ce2(C2O4)3，加入到去离子水中搅拌成浆状，滴入浓硝酸及过氧化氢，待溶解完全后，加入柠檬酸，在50-70℃下慢慢蒸发，待生成溶胶后，继续加热，当有大量气泡生成，随及产成白色凝胶，体积膨胀，伴随有大量棕色烟放出时，把中间产物凝胶分别在温度不同的情况下干燥12小时，生成干的淡黄色凝胶，使产物在不同温度的情况下进行热处理，即得到CeO2纳米粉体[19]。