二氧化铈基复合材料的制备及其光催化性能研究

发布时间：2019-04-17 17:35

【摘要】：二氧化铈化学性质稳定、无毒、制备方法简单,逐渐成为一种新型的光催化剂而备受关注。但CeO_2的禁带宽度为2.79eV,只能吸收波长范围小于444nm的光,不能充分利用太阳光,且电子空穴易复合等问题,导致氧化铈光催化效率低,因此大大限制了氧化铈的光催化剂的实际应用。针对氧化铈光催化剂存在的问题,本研究通过构建异质结和沉积贵金属改性手段达到提高材料光催化活性,具体包括以下两方面内容:通过简单的水热法合成了二氧化铈和氧化铋异质结复合光催化剂。使用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),透射电镜(TEM),紫外-可见光谱(UV-vis),X射线光电光子能谱分析(XPS)等测试手段对Bi_2O_3、CeO_2、Bi_2O_3/CeO_2的结构和光催化性能进行了表征。结果表明Bi_2O_3/CeO_2复合光催化剂的形成比单一CeO_2光催化剂的光催化活性更高。Bi_2O_3/CeO_2的物质的量比为4:6时对亚甲基蓝和苯酚的降解效果最好。Bi_2O_3/CeO_2光催化活性的提高是因为水热法合成的Bi_2O_3/CeO_2复合光催化剂中形成了有效的异质结结构,有助于光生电子-空穴的分离传输;形成的异质节结构具有比纯氧化铋和氧化铈更好的可见光光吸收能力,因而光催化活性大大提高。通过水热法和光还原法合成了银负载二氧化铈复合材料。使用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),紫外-可见光谱(UV-vis)等测试手段等仪器对CeO_2纳米棒、CeO_2纳米立方体、Ag/CeO_2纳米棒、Ag/CeO_2纳米立方体的结构和光催化性能进行了表征。结果表明:CeO_2纳米棒的长度为30-70nm,宽度为7-13nm。CeO_2立方体的边长为15-40nm。CeO_2NRs在可见光下对亚甲基蓝和苯酚的降解优于CeO_2 NCs。这是由于CeO_2NRs的暴露晶面(110)活性优于CeO_2 NCs的暴露晶面(100)。Ag负载后CeO_2在可见光下对亚甲基蓝和苯酚的降解活性得到有效的提高。这是由于Ag产生了等离子体共振效应,增强了CeO_2的可见光吸收,促进了电子和空穴的分离。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36;TB33

【相似文献】