本发明公开一种用于二氧化铈纳米片的合成装置，包括反应桶，反应桶的上转动设有配料桶，反应桶上设有用于驱动配料桶转动的第一驱动件，反应桶的下方设有晾干装置，反应桶包括第一桶体，第一桶体的上方固定有搅拌支架，搅拌支架的上方固定有第一气缸，第一气缸的输出轴上固定有位于配料桶内的第一搅拌件，第一桶体的下方设有对称分布的第一出料口，第一出料口为长条形。本发明合成装置通过向反应桶内加入硝酸铈水溶液，向配料桶内加入碱性溶液，打开第二出料口，启动第二电机驱动配料桶转动，转动的同时不仅能够时配料桶布料均匀，还可以同时对配料桶和反应桶内进行搅拌，既可以避免配料桶内的碱性溶液发生沉淀，又可以加快反应桶内的反应速度。