一种CeO₂基固溶体纳米材料的合成及其催化降解染料的应用

摘要

本发明公开了属于纳米晶体制备技术领域的一种CeO₂基固溶体纳米材料的合成及其催化降解染料的应用。本发明以NaOH溶液为沉淀剂，采用高温水热反应法制备了不同掺杂比例的八面体CeO₂纳米晶，并将其作为催化剂光催化降解酸性橙7。本发明制备的CeO₂基固溶体纳米材料是形貌均一的八面体，且掺杂元素、掺杂比例不影响固溶体的形貌，该固溶体晶粒尺寸小，组成可调，分散性好，结构均匀稳定，且单次合成出来的产量高，制备工艺简单。将其应用于光催化降解染料分子，直接利用可见光即可获得很高的光降解催化效果，可见光催化降解酸性橙7，2-4h内即可以达到60-90%。该CeO₂基固溶体纳米材料是一种催化性能好、环境友好、成本低的新型光催化剂复合材料。

主权项

一种CeO₂基固溶体纳米材料的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤为：分别称取1‑9mmol的铈盐、0‑1mmol的掺杂原料且加入量不为0、和3‑5mmol的NaOH或Na₃PO₄溶解到10‑20mL的去离子水中，放入反应釜内，220‑240℃反应48‑72h，冷却后，用去离子水离心清洗到pH小于8，得到的固体物质在60‑80℃烘箱中干燥12‑24h，即得到CeO₂基固溶体纳米材料；所述铈盐为硝酸铈或氯化铈；所述掺杂原料为La(NO₃)₃、LaCl₃、Y(NO₃)₃、YCl₃、Bi(NO₃)₃或BiCl₃；制备得到的CeO₂基固溶体纳米材料的结构通式为：(CeO₂)_1‑x(MO_1.5)x，其中0＜x≤0.5，M为Y、La或Bi；该纳米材料的结构为形貌均一的八面体，晶粒尺寸为10‑50nm。