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中空结构二氧化铈光催化剂的制备方法技术

技术编号:10048169 阅读:244 留言:0更新日期:2014-05-15 07:02
本发明专利技术涉及一种中空结构二氧化铈光催化剂的制备,包括:硝酸铈乙醇溶液的配制:将六水硝酸铈常温下溶于无水乙醇中,制得硝酸铈的乙醇溶液;碳球的制备:在磁力搅拌条件下,将6-10g葡萄糖完全溶解于40-50mL去离子水中,上述溶液加入到反应釜中,加热到160℃,保持6-12h,将黑褐色沉淀物离心分离,经清洗和干燥后制得碳球;中空结构二氧化铈的制备:将碳球分散于1)溶液中,再在室温下静置,之后清洗和干燥,最后将干燥物置于管式炉中煅烧,获得中空结构二氧化铈。本发明专利技术过程简单,利用模板法以及自组装技术结合起来,以碳球为模板,制备高效光催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电与光催化
涉及到一种中空结构二氧化铈(CeO2)的制备方法。 
技术介绍
近年来光催化剂的研究一直是一个快速发展的领域,而光催化剂降解有机物更是光催化研究领域中一个重要的分支。二氧化铈有着表现剧烈的氢效应-氧化物表面吸附着大量的氧,在一定温度下能与氢化合的现象,这种化合伴随着氧化物被烧热。氧化物的表面氧原子对于与分子氧的同位素交换是等价的,二氧化铈属于其全部的氧与分子氧的交换都是等价的、为数不多的氧化物。换言之,氧在二氧化铈,晶格中的扩散速率是很大的。正是由于二氧化铈的优秀的储氧能力和释放氧的能力,其有着良好的光催化能力。 稀土氧化铈CeO2具有2种价态(Ce4+和Ce3+),这种可变价态使得CeO2具有很好的电子转移特性,能充分分离光致电子和空穴,使催化剂在紫外或近红外的光吸收能力增强,促进催化反应的进行。 二氧化铈的禁带宽度大约为2.8eV,能吸收部分可见光,大部分的可见光还是无法利用,故光催化效率不高。而制备中空结构二氧化铈,可以显著提高比表面积,不仅使催化反应的反应点增多,同时中空结构更加有利于反应物在光催化材料表面吸附,此外,能使光激发产生的电子和空穴更容易到达光催化材料表面,从而提高量子转换效率。 
技术实现思路
本专利技术提供一种中空结构二氧化铈光催化剂的制备方法。该方法过程简单,利用模板法以及自组装技术结合起来,以碳球为模板,用颗粒间的静电吸附作用作为驱动力,最后除去模板,制备高效光催化剂。 本专利技术是通过以下技术方案加以实现的,一种中空结构二氧化铈光催化剂的制备,其技术方案主要包括以下步骤: 1)硝酸铈乙醇溶液的配制:0.4-0.6mg六水硝酸铈常温下溶于25mL的无水乙醇中,制得硝酸铈的乙醇溶液。 2)碳球的制备:在磁力搅拌条件下,将6-10g葡萄糖完全溶解于40-50mL去离子水中,上述溶液加入到反应釜中,加热到160℃,保持6-12h,将黑褐色沉淀物离心分离,用去离子水和乙醇冲洗三次,60℃空气中干燥12h,制得碳球。 3)中空结构二氧化铈的制备:将0.2-0.6mg碳球分散于1)溶液中,超声震荡30-60min,再在室温下静置24h,用乙醇离心洗涤3次,然后在60℃干燥24h,最后将干燥物置于管式炉中,在400-600℃温度下,煅烧1-3h,并随炉冷却,获得中空结构二氧化铈。 附图说明下面结合附图和具体实施方案对本专利技术作进一步详细地描述。 图1为碳球表面形貌(SEM)图; 图2为中空结构二氧化铈表面形貌(SEM)图。 具体实施方案下面结合附图和实施例,对本专利技术进行说明。0.5mg六水硝酸铈常温下溶于25mL的无水乙醇中,制得硝酸铈的乙醇溶液。同时,在磁力搅拌条件下,8g葡萄糖完全溶解于45mL去离子水中,上述溶液加入反应釜中,160℃,8h。黑褐色沉淀物离心分离,用去离子水和乙醇冲洗三次,60℃空气中干燥12h。将制备得到的碳球称取0.4mg,分散于硝酸铈的乙醇溶液中。超声震荡30-60min,再在室温下静置24h,用乙醇离心洗涤3次,然后在60℃干燥24h。最后将干燥物置于管式炉中,在500℃温度下,煅烧2h,并随炉冷却,获得中空结构二氧化铈。 图1为碳球表面形貌(SEM)图;图2为中空结构二氧化铈表面形貌(SEM)图。 测试结果:图1扫描电子显微镜照片证实Y碳球颗粒为球形结构,颗粒大小均匀,尺寸大约为50nm左右;图2扫描电子显微镜照片证实二氧化铈为中空结构,厚度致密。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空结构二氧化铈光催化剂的制备,包括以下步骤:1)硝酸铈乙醇溶液的配制:0.4?0.6mg六水硝酸铈常温下溶于25mL的无水乙醇中,制得硝酸铈的乙醇溶液;2)碳球的制备:在磁力搅拌条件下,将6?10g葡萄糖完全溶解于40?50mL去离子水中,上述溶液加入到反应釜中,加热到160℃,保持6?12h,将黑褐色沉淀物离心分离,用去离子水和乙醇冲洗三次,60℃空气中干燥12h,制得碳球;3)中空结构二氧化铈的制备:将0.2?0.6mg碳球分散于1)溶液中,超声震荡30?60min,再在室温下静置24h,用乙醇离心洗涤3次,然后在60℃干燥24h,最后将干燥物置于管式炉中,在400?600℃温度下,煅烧1?3h,并随炉冷却,获得中空结构二氧化铈。

【技术特征摘要】
1.一种中空结构二氧化铈光催化剂的制备,包括以下步骤:
1)硝酸铈乙醇溶液的配制:0.4-0.6mg六水硝酸铈常温下溶于25mL的无水乙醇中,制得硝酸铈的乙
醇溶液;
2)碳球的制备:在磁力搅拌条件下,将6-10g葡萄糖完全溶解于40-50mL去离子水中,上述溶液
加入到反应釜中,加热到160℃,保持6-12h,将黑褐色沉淀物离心分离,...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐瞿炜李凤娇
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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