一、管式炉是否可以直接在空气中加热

管式炉作为一种常见的实验室和工业加热设备，其设计允许在空气中进行直接加热。然而，是否可以直接加热取决于具体的实验需求和条件。一般来说，对于不需要特殊气氛保护的加热过程，管式炉可以直接置于空气中加热。此外，为了确保加热效率和安全性，用户应遵循设备操作指南，注意温度控制、气氛环境以及材料的选择。

在普通加热应用中，管式炉的空气加热通常不会引起问题。但是，在特定化学实验中，可能需要控制炉内气氛以防止材料氧化或其他化学反应。在这些情况下，需要对管式炉进行改装，通入保护气体（如氮气、氩气等），以确保实验条件。

二、制备二氧化铈过程中的管式炉加热

二氧化铈（CeO2）作为一种重要的功能材料，在催化剂、燃料电池、气体传感器等领域具有广泛应用。在制备二氧化铈过程中，管式炉加热发挥着关键作用。以下是加热过程中的几个关键步骤：

1. 材料准备：首先，需要准备含铈的前驱体材料。这可以是铈的盐类或其他化合物，具体选择取决于所需的二氧化铈结构和性能。

2. 气氛控制：由于二氧化铈在高温下容易与空气中的氧气发生反应，因此在加热过程中需要严格控制炉内气氛。通常，通入氮气或氩气作为保护气体，以防止材料在加热过程中发生不期望的化学反应。

3. 温度控制：加热温度对二氧化铈的结构和性能具有重要影响。因此，在加热过程中需要控制管式炉的温度。一般来说，加热温度和时间取决于前驱体材料和所需二氧化铈的性质。

4. 冷却与取出：在加热完成后，需要缓慢冷却管式炉以避免材料因温度急剧变化而产生裂纹。冷却后，可以打开管式炉并取出制备好的二氧化铈材料。

三、操作注意事项

在使用管式炉制备二氧化铈或其他材料时，务必注意以下事项以确保实验安全和材料质量：

1. 遵循实验室安全规范，佩戴适当的防护装备。

2. 在加热前，确保管式炉内的气氛环境符合实验需求。

3. 控制加热温度和时间，以免影响实验结果。

4. 在实验过程中定期检查设备运行情况，确保一切正常。

5. 加热完成后，务必等待设备完全冷却后再打开管式炉取出材料。

综上所述，管式炉在适当条件下可以直接在空气中加热，但在制备二氧化铈等特定材料时，需要严格控制气氛和温度条件。通过遵循操作注意事项，可以确保实验的顺利进行和材料的质量。