一种CeO制造技术

本发明专利技术公开了一种CeO

【技术实现步骤摘要】
一种CeO2复合光催化材料的制备方法及其在光催化产氢中的应用
本专利技术涉及一种CeO2复合光催化材料制备，特别是涉及一种CeO2复合光催化材料的制备方法，本专利技术还涉及一种CeO2复合光催化材料应用，特别涉及一种CeO2复合光催化材料在光催化产氢中的应用，属于CeO2复合光催化材料制备

技术介绍
随着人类社会工业化的发展，化石能源逐渐枯竭，能源危机逐渐成为当前的热点问题。此外，燃烧大量的化石能源也带来了巨大的环境问题，如酸雨、温室效应和空气污染。然而氢气的来源广泛，燃烧过程无污染。并且，氢的热值远远超过化石燃料，被认为是具有巨大发展前景的能源之一。此外，与传统的高耗能电解水制氢相比，光催化水裂解制氢具有能耗低、操作简单等特点。二氧化铈(CeO2)作为一种典型的n型半导体，与宽带隙半导体材料相比，其适当的带隙位置有一定的分解水制氢能力和可见光吸收能力。然而，由于二氧化铈的光生载流子很容易重新结合而导致其光催化活性较低，因此为了提高二氧化铈的光催化产氢效率，就需要在二氧化铈的表面复合助催化剂。单斜晶型的氧化钨(W18O49)作为一种窄带隙过渡金属氧化物，具有良好的电子传输性能和耐光腐蚀性能。大量的氧空位提高了光电空穴分离的效率。因此被认为是一种理想的助催化剂，因此将W18O49与CeO2进行复合，有效的改善了光生载流子的分离效率，从而提高了CeO2在可见光下的产氢速率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了提供一种CeO2复合光催化材料的制备方法及其在光催化产氢中的应用，制得的W18O49/CeO2复合光催化材料在可见光下分解水产氢方面的应用，并且其具有良好的光催化产氢效率。本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种CeO2复合光催化材料的制备方法包括如下步骤：步骤1：取1.39g的Ce(NO3)3·6H2O和0.75g的NH4HCO3分别在0℃加入到200mL去离子水中；步骤2：随后将得的NH4HCO3溶液快速的倒入Ce(NO3)3·6H2O溶液中；步骤3：在0℃下继续搅拌30min，然后在0℃下老化15h；步骤4：收集沉淀，用去离子水洗涤三次，在110℃干燥30min；步骤5：最后将所得沉淀在450℃下煅烧4小时，得到片状的CeO2；步骤6：随后称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中；步骤7：超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入上述方法合成的CeO2；步骤8：搅拌30分钟后将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中；步骤9：在180℃下进行水热反应12小时，用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀；步骤10：用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到W18O49/CeO2复合光催化材料。优选的，称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到海胆状W18O49。优选的，称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入0.5449g将合成的CeO2，搅拌30分钟后，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到5wt.W18O49/CeO2复合材料。优选的，称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入0.2586g将合成的CeO2，搅拌30分钟后，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到10wt.W18O49/CeO2复合材料。优选的，称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入0.1625g将合成的CeO2，搅拌30分钟后，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到15wt.W18O49/CeO2复合材料。优选的，称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入0.1147g将合成的CeO2，搅拌30分钟后，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到20wt.W18O49/CeO2复合材料。一种CeO2复合光催化材料在光催化产氢中的应用，称取制备好的W18O49/CeO2复合光催化材料50mg，倒入含有100毫升三乙醇胺溶液(10vol.％)的石英反应器中，用磁力搅拌器搅拌均匀，在300W的氙灯照射下对样品的光分解水产氢速率进行了测试，每半个小时测一次产氢量，在每次测试期间，氢气的产量通过使用气相色谱的热导检测器(TDC)测量，并通过光催化产氢实验得出W18O49/CeO2复合光催化材料中W18O49与CeO2的最佳质量比为3:20时，光催化产氢效率能够达到0.2061mmolg-1h-1。本专利技术的有益技术效果：本专利技术提供的一种CeO2复合光催化材料的制备方法及其在光催化产氢中的应用，本专利技术中W18O49/CeO2复合光催化材料的制备方法简单绿色，合成的W18O49/CeO2复合光催化材料具有一定的稳定性；合成的W18O49/CeO2复合光催化材料有良好的可见光吸收；合成的W18O49/CeO2复合光催化材料之间形成了异质结结构，有效的提高了样品的性能，提高了界面电荷的迁移效率。附图说明图1为本专利技术实施例1、2、5中制得的CeO2、W18O49和15wt.％W18O49/CeO2的X射线衍射图。图2为本专利技术实施例1、2、5中制得的CeO2、W18O49和15wt.％W18O49/CeO2的扫描电镜图，其中a为CeO2，b-c为W18O49，d、e和f为15wt.％W18O49/CeO2复合材料。图3为本专利技术实施例5中制得的15wt.％W18O49/CeO2复合材料的X射线光电子能谱图。图4为本专利技术实施例1、2、5中制得的CeO2、W18O49和15wt.％W18O49/CeO2光催化剂的紫外-可见漫反射图。图5为本专利技术实施例5中制得的1、2、5中制得的CeO2、W18O49和15wt.％W18O49/CeO2光催化剂的光电流密度图。图6为本专利技术实施例1～6中制得的CeO2、W18O49和W18O49/CeO2复合光催化剂的产氢性能测试图。具体实施方式为使本领域技术人员更加清楚和明确本专利技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1取1.39g的Ce(NO3)3·6H2O和0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CeO

【技术特征摘要】
1.一种CeO2复合光催化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：取1.39g的Ce(NO3)3·6H2O和0.75g的NH4HCO3分别在0℃加入到200mL去离子水中；
步骤2：随后将得的NH4HCO3溶液快速的倒入Ce(NO3)3·6H2O溶液中；
步骤3：在0℃下继续搅拌30min，然后在0℃下老化15h；
步骤4：收集沉淀，用去离子水洗涤三次，在110℃干燥30min；
步骤5：最后将所得沉淀在450℃下煅烧4小时，得到片状的CeO2；
步骤6：随后称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中；
步骤7：超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入上述方法合成的CeO2；
步骤8：搅拌30分钟后将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中；
步骤9：在180℃下进行水热反应12小时，用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀；
步骤10：用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到W18O49纳米线修饰CeO2纳米片复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种CeO2复合光催化材料的制备方法，其特征在于：称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到海胆状W18O49。


3.根据权利要求1所述的一种CeO2复合光催化材料的制备方法，其特征在于：称取0.05gWCl6加入50mL无水乙醇中，超声10分钟使其完全溶解，再在剧烈搅拌下加入0.5449g将合成的CeO2，搅拌30分钟后，将得到的黄色悬浮液转移到有不锈钢衬里的高压釜中，在180℃下进行水热反应12小时，然后用无水乙醇洗涤三次后收集沉淀，在60℃下干燥，得到5wt.W18O49/CeO2复合材料。


4.根据权利要求1所述的一种CeO2复合光催化材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：温小菊，申春慧，费正皓，刘总堂，苏田，胡霖，陆茜，
申请(专利权)人：盐城师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32