Cerium oxide nanoparticles were synthesized through sol–gel method using different solvents which include water, acetone, ethanol and ethylene glycol. Cerium (III) nitrate hexahydrate and ammonium hydroxide were used as the precursors. The influence of the solvent on the structural, optical and electrochemical properties was investigated using powder X-ray diffraction, transmission electron microscope imaging, selected area electron diffraction (SAED), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV–visible absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) spectroscopy, cyclic voltammetry (CV) measurement and galvanostatic charge–discharge analysis. A significant change in the properties of the samples was observed in all the characterization techniques, and it was well discussed with the already reported data. Especially with the help of electrochemical studies, it was found that ethylene glycol used as a solvent can easily activate the surface defects in the crystal structure rather than other solvents. This may be due to the fact that the nanocrystalline cerium oxide contains interchangeable oxidation states (Ce4+ and Ce3+) resulting from the oxygen vacancy. The atmospheric molecular oxygen can easily react with these surface oxygen vacancies and forms highly active atomic oxygen over the surface of the material which enhances the electrochemical property of the material. The results of the present study provide a promising platform for developing a cathode material for electrochemical applications.

中文翻译：

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用于电化学应用的不同溶剂的氧化铈纳米颗粒的合成和表征

使用不同的溶剂，包括水、丙酮、乙醇和乙二醇，通过溶胶-凝胶法合成氧化铈纳米颗粒。六水合硝酸铈 (III) 和氢氧化铵用作前体。使用粉末 X 射线衍射、透射电子显微镜成像、选区电子衍射 (SAED)、傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、紫外-可见吸收光谱、光致发光研究溶剂对结构、光学和电化学性质的影响(PL) 光谱、循环伏安法 (CV) 测量和恒电流充放电分析。在所有表征技术中都观察到样品特性的显着变化，并且与已经报告的数据进行了很好的讨论。特别是在电化学研究的帮助下，发现作为溶剂的乙二醇比其他溶剂更容易激活晶体结构中的表面缺陷。这可能是由于纳米晶氧化铈包含由氧空位引起的可互换氧化态（Ce4+ 和 Ce3+）。大气分子氧很容易与这些表面氧空位反应，并在材料表面形成高活性的原子氧，从而增强材料的电化学性能。本研究的结果为开发用于电化学应用的正极材料提供了一个有前景的平台。研究发现，作为溶剂的乙二醇比其他溶剂更容易激活晶体结构中的表面缺陷。这可能是由于纳米晶氧化铈包含由氧空位引起的可互换氧化态（Ce4+ 和 Ce3+）。大气分子氧很容易与这些表面氧空位反应，并在材料表面形成高活性的原子氧，从而增强材料的电化学性能。本研究的结果为开发用于电化学应用的阴极材料提供了一个有前景的平台。研究发现，作为溶剂的乙二醇比其他溶剂更容易激活晶体结构中的表面缺陷。这可能是由于纳米晶氧化铈包含由氧空位引起的可互换氧化态（Ce4+ 和 Ce3+）。大气分子氧很容易与这些表面氧空位反应，并在材料表面形成高活性的原子氧，从而增强材料的电化学性能。本研究的结果为开发用于电化学应用的阴极材料提供了一个有前景的平台。大气分子氧很容易与这些表面氧空位反应，并在材料表面形成高活性的原子氧，从而增强材料的电化学性能。本研究的结果为开发用于电化学应用的阴极材料提供了一个有前景的平台。大气分子氧很容易与这些表面氧空位反应，并在材料表面形成高活性的原子氧，从而增强材料的电化学性能。本研究的结果为开发用于电化学应用的阴极材料提供了一个有前景的平台。