Hierarchical, template-free self-assembly morphologies in CeO2 synthesized via urea-hydrothermal method

Autores
Suarez Anzorena, María del Rosario; Muñoz, Fernando Francisco; Bonelli, Pablo Ricardo; Cukierman, Ana Lea; Larrondo, Susana Adelina
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Nano-crystalline CeO2 was synthesized via the urea-hydrothermal method without templates or structure-directing agents. The synthesis parameters Ce3+ to Ce4+ and urea to cation molar ratios, reaction temperature and reaction time were varied to analyze their effect on morphology, texture and reducibility. The analysis of the obtained morphologies provides strong evidence of a hierarchical and sequential template-free self-assembly process that evolves from shuttles to dumbbells to spheres. In all cases, the morphology of samples remains unchanged even after calcination at 500 °C. The presence of Ce4+ in the initial solution clearly provides the full self-assembly sequence and is decisive for obtaining non-hollow spheres of CeO2 with high specific surface area and high pore volume. Besides, if only Ce3+ is present, typical CeOHCO3 shuttle-like particles with orthorhombic structure are obtained. The use of Ce3+ in combination with Ce4+ produces partial sequences of the self-assembly process that provide a strong indication of the hierarchical sequence. The urea to cation molar ratio controls the nucleation process and proves to be crucial to obtain the self-assembly sequence. On the other hand, temperature and reaction time show a moderate effect on morphology.
Fil: Suarez Anzorena, María del Rosario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina
Fil: Muñoz, Fernando Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina
Fil: Bonelli, Pablo Ricardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Industrias. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Quimicos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Quimicos.; Argentina
Fil: Cukierman, Ana Lea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Industrias. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Químicos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Químicos; Argentina
Fil: Larrondo, Susana Adelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental; Argentina
Materia
CERIA
HYDROTHERMAL SYNTHESIS
SELF-ASSEMBLY MORPHOLOGIES
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Fil: Muñoz, Fernando Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina
Fil: Bonelli, Pablo Ricardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Industrias. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Quimicos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Quimicos.; Argentina
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