V5+离子掺杂纳米氧化铈的合成与表征.pdf

第27卷第2期 中 国 稀 土 学 0FTHECHINESERAREEARTHSOCIETY VoL27N仉2 JOURNAL ADL2009 旷+离子掺杂纳米氧化铈的合成与表征 邱克辉‘，张 伟，李峻峰，王可嘉 (成都理工大学材料科学技术研究所，四川成都610059) 扫描电镜(sEM)等方法研究了合成反应条件(焙烧温度、V5+掺入量等)对合成物的微观结构、物相组成以及性能的影响。xRD分析表明所合 成的ce02纳米晶粒具有空间群符号为n，13m的立方晶体结构。随焙烧温度的升高，合成的Ce02晶粒结晶度增高。对甲基蓝的光催化降解试 验表明，纳米ce02对甲基蓝具有较好的光催化降解效果，焙烧温度对纳米ceO：的光催化活性有较大影响，适量V“的掺入有利于提高纳米 ce02的光催化降解效果，掺l％旷+离子的ce02光催化降解甲基蓝6h，其降解率可达89％以上。 关键词：纳米颗粒；合成；V“掺杂ce02；甲基蓝；稀土 中图分类号：0643．36文献标识码：A 文章编号：1000一4343(2009)02一0209—04 CeO：可用做催化剂…、抛光粉呤】、紫外吸收 1．1样品的制备 材料pJ、汽车尾气吸收器用材料【4]，还可用于发光 量取80lIll浓度为0．5mol·L-1的柠檬酸(A． 材料、电子陶瓷及特种玻璃[51等领域，是一种廉价 R)，调节溶液的pH值至1．5，按柠檬酸 而用途广泛的稀土氧化物。近年来纳米材料的研 究进展表明，同一种粉体材料纳米化后会显示出 为3：1加入硝酸亚铈(A．R)待其完全溶解后，再加 一些尺寸效应等新的性能，纳米化的ceO：也同样 入一定量的偏钒酸铵(A．R)，经搅拌一定时间后， 具有一些新的性质和用途№】。纳米CeO：的制备方 在一定温度下水浴反应，恒温脱水形成半干凝胶， 法与技术以及新应用领域的研究，成为近年来 于烘箱中烘干后研磨，高温焙烧一定时间即得纳 CeO：研究的热点。纳米CeO：的研究目前主要处于米CeO：粉体材料。 对其合成制备技术的研究阶段，近年已有一些关 1．2光催化降解实验 于化学沉淀法‘71、溶胶一凝胶法‘81、水热法‘9|、微 配制浓度为20mg·L。1的甲基蓝溶液作为光催 Illl 乳液法[1训和喷雾反应法¨11等合成制备纳米ceO：化降解液，每次取100IIll甲基蓝溶液置于250 方法的研究报道。 的烧杯中。烧杯顶部安装一只功率为8w的紫外 在纳米ceO：的众多应用领域中，将其用作 灯，紫外灯与烧杯的距离为10cm，在搅拌条件下 光催化剂降解有毒有害物质是近年兴起的新研究 加入一定量的纳米CeO：光催化剂，接通紫外灯电 方向。我们已有的研究表明，纳米ceO：作为光催 源时开始计时。 化剂，对甲基橙具有很好的光催化活性，光催化 每隔1h取悬浮液，离心沉降ceO：粉体，取 活性不仅与合成制备方法有关，还与工艺参数、 上部清液，用分光光度计测定特征吸收光A一= 掺杂离子种类和浓度有关【5J。本文采用溶胶-凝 596衄下的吸光度A，按下式计算溶液的降解 胶法合成制备了纳米CeO：，并用于光催化降解甲 率a： 基蓝。 式中co为初始甲基蓝溶液的质量浓度，mg·L～；c。 1 实 验 为光照时间为t时溶液中甲基蓝的剩余质量浓度， 收稿日期：2008—06—30；修订日期：2008一明一18 基金项目：四川省重点科技攻关项目(04GG009也。旬1)资助 作者简介：邱克辉(1955一)，男，四川资中人，博士，教授；研究方向：纳米材料与应用，功能材料 ·通讯联系人(E—mail：qkh2188@163．咖；qkh@cdut．edu．∞) 万方数据