Ta biết rằng oxi ở trong H2O2 có số oxi hóa -1, làm cho H2O2 vừa có khả năng oxi hóa, vừa có khả năng khử. Thế oxi hóa khử phụ thuộc vào pH của môi trường. Trong môi trường axit, H2O2 có thể khử Ce4+ về Ce3+. Còn trong môi trường
bazơ H2O2 lại oxi hóa Ce3+ lên Ce4+ [10]. Vì vậy, sử dụng H2O2 trong quá trình tổng hợp vật liệu có hai ưu điểm sau:
- Khi phá mẫu CeO2 để pha dung dịch muối xeri: H2O2 khử Ce4+ trong hợp chất CeO2 về Ce3+, quá trình phá mẫu trở nên dễ dàng hơn rất nhiều so với việc axit hóa CeO2 thành Ce4+.
- Khi kết tủa hidroxit từ dung dịch Ce3+, ta lại cho H2O2 vào để oxi hóa phần Ce3+ lên Ce4+ tạo ra hỗn hợp Ce(OH)3, Ce(OH)4. Sấy hỗn hợp hidroxit này trong điều kiện có oxi không khí, oxi sẽ đi vào phá vỡ cấu trúc của khối vật liệu hidroxit, oxi hóa toàn bộ Ce(OH)3 thành Ce(OH)4. Làm cho vật liệu trở nên rất xốp, diện tích bề mặt tăng lên so với quá trình tổng hợp thông thường.
4Ce(OH)3 + O2 → 4CeO2 + 6H2O
Quy trình chế tạo vật liệu Ce-RM từ RM bằng đất hiếm xeri oxit:
- Cân 10,0 g vật liệu RM cho vào cốc thủy tinh 500ml, thêm 90ml dung dịch Ce3+ 10g/L, thêm 50ml H2O2, khuấy đều. Dùng dung dịch NH3 2M nhỏ giọt xuống đến khi Ce3+ chuyển hết về dạng hidroxit (màu nâu đỏ) và thử bằng giấy chỉ thị thấy pH ~ 7 thì dừng lại. Tiếp tục khuấy đều thêm 10 phút nữa.
- Ủ kết tủa ở nhiệt độ 60-70oC trong 6 giờ.
- Lọc kết tủa bằng phễu lọc với giấy lọc băng xanh. Rửa kết tủa nhiều lần bằng nước cất đến khi dịch lọc không còn ion SO42- (thử bằng dung dịch Ba2+).
- Sấy khô hỗn hợp ở 70oC, nghiền nhỏ tới kích thước hạt 0,1-0,5 mm. - Để nguội cất trong lọ kín sạch để sử dụng cho các thí nghiệm. Kí hiệu vật liệu là Ce-RM.