Ce O2是一种非常重要的稀土氧化物,在Ce O2纳米材料中Ce3+和Ce4+之间的价态变化是Ce O2许多优异的性能的基础,使其广泛应用于催化剂、荧光材料、医疗检测和气体传感器等方面。将Ce O2纳米材料和其他材料复合,通过二者的协同作用,可以得到具有新的功能的材料,本文将Ce O2和石墨烯以及Ce PO4复合,得到了不同结构形貌以及荧光和催化性能的材料,具体研究内容如下:本实验中采用一步水热法,研究石墨烯的存在对Ce O2电催化性能的影响,在不同的碱浓度的条件下,可以控制氧化石墨烯的还原程度,石墨烯的存在为Ce O2纳米材料提供了良好的支撑体,可以促进Ce O2纳米粒子的均匀分散,而Ce O2纳米粒子穿插在石墨烯的层片中也可以起到阻碍石墨烯团聚的作用,研究发现,与石墨烯负载后,Ce O2纳米材料中Ce3+的浓度明显提高,将其作为电催化材料,利用石墨烯优异的导电性,可以提高材料的电催化性能。本实验中使用Na OH提供碱环境,在反应的过程中,OH-离子主要起到了两个作用,一个是作为沉淀剂和Ce3+反应,促进Ce O2的生成,一个是作为还原剂将氧化石墨烯反应将其还原成石墨烯,研究发现,OH-离子优先和Ce3+发生反应,当碱的浓度比较低时,OH-的量不足以将氧化石墨烯还原,此时产物中没有石墨烯,但是在反应的过程中,氧化石墨烯作为一种前驱体,对Ce O2的成核过程起到了至关重要的作用,添加氧化石墨烯以后有利于生成结晶度好、分散性好、颗粒均匀的产物,这种Ce O2纳米材料具有更强的荧光发射强度。Ce O2的荧光性能主要与材料的形貌以及Ce3+/Ce4+比例有关,将Ce O2和Ce PO4复合,通过调节Ce PO4和Ce O2的比例,可以得到一定Ce3+/Ce4+比的纳米材料,研究发现,水热反应的时间、反应物的投入比、表面活性剂的添加对产物的结构形貌和荧光性能均有影响,本论文通过一系列实验最终得到了最佳合成条件的Ce O2/Ce PO4复合材料。