CN103464176A - CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法 - Google Patents
CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103464176A CN103464176A CN2013104502375A CN201310450237A CN103464176A CN 103464176 A CN103464176 A CN 103464176A CN 2013104502375 A CN2013104502375 A CN 2013104502375A CN 201310450237 A CN201310450237 A CN 201310450237A CN 103464176 A CN103464176 A CN 103464176A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- agbr
- ceo
- ceo2
- light
- bromine water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种在温和条件下两步合成CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的方法，特征是以醇为反应溶剂，以乙酸铈（Ce(O2H3C)3·xH2O）、硝酸银（AgNO3）、饱和溴水为原料，在醇热的条件下将CeO2组装成微球，同时Ag+被醇还原并负载在CeO2微球上，再用溴水氧化得到CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂。CeO2与AgBr的独特作用，能有效减小光生电子-空穴对的复合几率同时增强了AgBr的稳定性和光催化活性。本发明制备的CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂材料可广泛应用于环境污染治理、光催化功能材料制备等领域。
Description
技术领域
本发明涉及无机纳米复合材料与功能材料技术领域，尤其是CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法。
背景技术
CeO2是稀土家族中一种重要的化合物，可用于汽车尾气净化催化材料、高温氧敏材料、固体氧化物燃料电池(SOFC)电极材料、化学机械抛光(CMP)研磨材料等，此外CeO2作为n型半导体，其光吸收阈值约为420nm，高于目前最常用的半导体材料TiO2的388nm。同时，其晶格O2-离子较易缺失，导致CeO2晶体中的电子浓度较高，使其受到光激发时有较快的界面电子传递反应，加上其优异的吸附氧与释放氧性能大大降低了广生电子和空穴易复合几率，使其可能具有良好地光催化性能，例如Bamwenda等报道了以CeO2为光催化剂分解水制备氢和氧(Bamwenda G.R.;Uesigi T.;Abe Y.;Sayama K.;Arakawa H.The photocatalytic oxidation ofwater to O2 over pure CeO2,WO3,and TiO2using Fe3+and Ce4+as electron acceptors.AppliedCatalysis A:General,2001,205(1-2):117-128)。
由于特殊的形貌和尺寸对吸收边的影响，CeO2的带隙将会发生变化，进而影响其对可见光的吸收效果。而AgBr作为一种重要的无机光敏剂,在可见光区具有很高的感光度，将其与CeO2复合，可以使CeO2具有可见光催化活性。相关文献见《化学通报》（Chemistry2012年，第75卷，第10期，第920-924页）报道了“AgBr/CeO2复合物的制备及其光催化降解甲基橙的研究”，取得了较好的降解效果。但CeO2/AgBr微球的制备及光催化性能未见报道。
近年来，核壳结构纳米复合材料因其独特的结构而呈现出诸多新奇的物理、化学特性，在催化、生物、医学、光、电、磁以及高性能机械材料等领域引起了人们的极大关注。其中核/壳型结构的催化剂不仅可实现可控催化反应，还可以解决纳米粒子的团聚等问题，成为近年来催化领域的研究热点之一。《高等学校化学学报》（Chemical Journal of ChineseUniversities(Chinese Edition)2010年，第31卷，第6期，第1213-1217页）报道了在相同条件下，核壳结构镍的加氢催化效率是纳米镍的1.42倍，产氢效率是纳米镍的4.76倍；Eichhorn等研究了Pt-Cu核壳结构纳米颗粒在NOx还原反应中的催化行为，与传统的Pt-Cu合金催化剂相比，核壳结构的纳米颗粒具有更高的活性。（Zhou S，Varughese B，Eichhorn B，et al.Pt-Cucore-shell and alloy nanoparticles for heterogeneous NOx reduction：Anomalous stability andreactivity of a core-shell nanostructure.Angewandte Chemie International Edition，2005，44（29）：4539-4543.）这说明核壳结构在催化领域具有一定的优势。因此，本专利将CeO2制作成微球，并将AgBr颗粒负载于CeO2微球上，得到CeO2/AgBr微球可见光催化剂，以期取得较好的光催化效果。
发明内容
本发明的任务是提供一种在温和条件下两步合成CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的方法。这种方法以CeO2微球为载体，使AgBr颗粒负载于CeO2微球球壳表面，从而提高AgBr的稳定性和光催化活性。
本发明的溶剂为乙二醇、聚乙二醇、二甘醇（一缩二乙二醇）中的任一种，体积为50-100mL。
本发明的原料为乙酸铈（Ce(O2H3C)3·xH2O）、硝酸银（AgNO3）和饱和溴水，Ag在CeO2中的摩尔分数为1-5%，剩余部分为CeO2的摩尔分数，饱和溴水的体积为1-9mL。
本发明反应温度范围90-130℃，反应时间为5-8h。
本发明提供的CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将反应原料乙酸铈溶解在乙二醇、聚乙二醇、二甘醇（一缩二乙二醇）中的任一种溶剂中，其中溶剂的体积为50-100mL；
（2）将步骤（1）的混合液放入硅油中，缓慢升温，在90-130℃下保温5-8h后加入硝酸银，继续反应0.5-1h。
（3）步骤（2）结束后，过滤，并将过滤得到的固体产物去离子水和乙醇淋洗3次以上，然后真空干燥，得到粉末状CeO2/Ag复合微球。
（4）将步骤（3）中的粉末状CeO2/Ag复合微球放入饱和溴水中进行氧化，反应1-2h，过滤、洗涤、烘干，得到CeO2/AgBr复合微球。其中饱和溴水的体积为1-9mL。
本发明制备的CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂可广泛应用于环境污染治理、光催化功能材料制备等领域。
附图说明
图1为CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的XRD谱图
图2为CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的TEM照片
具体实施方式
实施例1：取70mL二甘醇于圆底烧瓶中，加入乙酸铈0.01mol，缓慢升温至90℃，保温8h，接着加入0.00025mol硝酸银，继续反应0.5h。然后洗涤、过滤、真空烘干。再将干燥所得的粉末加入到3mL饱和溴水中，反应1h，最后过滤，洗涤，干燥，得CeO2/AgBr复合微球材料。对所得样品进行X射线粉末衍射实验，并在透射电镜下观察其形貌和结构。
按照实施例1的工艺参数制得的CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的XRD图谱如图1所示。在图谱中存在明显的CeO2、AgBr的特征衍射峰。
CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂样品的TEM如图2所示。从图中可以看出，复合材料中有CeO2、AgBr存在，且AgBr颗粒负载在CeO2微球表面。
实施例2：取50mL乙二醇于圆底烧瓶中，加入乙酸铈0.01mol，缓慢升温至100℃，保温5h，接着加入0.0001mol硝酸银，继续反应0.5h。然后洗涤、过滤、真空烘干。再将干燥所得的粉末加入到1mL饱和溴水中，反应1h，最后过滤，洗涤，干燥，得CeO2/AgBr复合微球材料。后续检测如实施例1。
实施例3：取90mL乙二醇于圆底烧瓶中，加入乙酸铈0.01mol，缓慢升温至100℃，保温8h，接着加入0.0003mol硝酸银，继续反应1h。然后洗涤、过滤、真空烘干。再将干燥所得的粉末加入到5mL饱和溴水中，反应1h，最后过滤，洗涤，干燥，得CeO2/AgBr复合微球材料。后续检测如实施例1。
实施例4：取100mL乙二醇于圆底烧瓶中，加入乙酸铈0.01mol，缓慢升温至120℃，保温8h，接着加入0.0004mol硝酸银，继续反应1h。然后洗涤、过滤、真空烘干。再将干燥所得的粉末加入到7mL饱和溴水中，反应2h，最后过滤，洗涤，干燥，得CeO2/AgBr复合微球材料。后续检测如实施例1。
实施例5：取100mL乙二醇于圆底烧瓶中，加入乙酸铈0.01mol，缓慢升温至130℃，保温8h，接着加入0.0005mol硝酸银，继续反应1h。然后洗涤、过滤、真空烘干。再将干燥所得的粉末加入到9mL饱和溴水中，反应2h，最后过滤，洗涤，干燥，得CeO2/AgBr复合微球材料。后续检测如实施例1。
Claims (4)
1.CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法，特征是以醇为反应溶剂，以乙酸铈（Ce(O2H3C)3·xH2O）、硝酸银（AgNO3）、饱和溴水为原料，在醇热的条件下将CeO2组装成微球，同时Ag+被醇还原并负载在CeO2微球上，再用溴水氧化得到CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为乙二醇、聚乙二醇、二甘醇（一缩二乙二醇）中的任一种，体积为50-100mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于原料为乙酸铈（Ce(O2H3C)3·xH2O）、硝酸银（AgNO3）和饱和溴水，Ag在CeO2中的摩尔分数为1-5%，剩余部分为CeO2的摩尔分数，饱和溴水的体积为1-9mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，反应温度范围90-130℃，反应时间为5-8h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013104502375A CN103464176A (zh) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013104502375A CN103464176A (zh) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103464176A true CN103464176A (zh) | 2013-12-25 |
Family
ID=49789348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013104502375A Pending CN103464176A (zh) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | CeO2/AgBr复合微球可见光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103464176A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110267909A (zh) * | 2017-02-02 | 2019-09-20 | 本田技研工业株式会社 | 芯壳 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1962054A (zh) * | 2006-11-30 | 2007-05-16 | 华南理工大学 | 一种具有可见光活性的银敏化氧化锌光催化剂制备方法 |
| JP2007260667A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-10-11 | Nissan Motor Co Ltd | 光触媒活性化システム及び光触媒の活性化方法 |
| CN102500402A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-20 | 黑龙江大学 | 利用类微乳体系合成AgBr-TiO2纳米异质结构光催化剂的方法 |
-
2013
- 2013-09-27 CN CN2013104502375A patent/CN103464176A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007260667A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-10-11 | Nissan Motor Co Ltd | 光触媒活性化システム及び光触媒の活性化方法 |
| CN1962054A (zh) * | 2006-11-30 | 2007-05-16 | 华南理工大学 | 一种具有可见光活性的银敏化氧化锌光催化剂制备方法 |
| CN102500402A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-20 | 黑龙江大学 | 利用类微乳体系合成AgBr-TiO2纳米异质结构光催化剂的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张晓娟等: "AgBr/CeO2复合物的制备及其光催化降解甲基橙的研究", 《化学通报》 * |
| 陈婧等: "纳米Ag，CeO2和Ag-CeO2在CO催化氧化中的应用", 《高等学校化学学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110267909A (zh) * | 2017-02-02 | 2019-09-20 | 本田技研工业株式会社 | 芯壳 |
| JP2020507452A (ja) * | 2017-02-02 | 2020-03-12 | 本田技研工業株式会社 | コアシェル |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | Syntheses and applications of noble-metal-free CeO2-based mixed-oxide nanocatalysts | |
| Fajrina et al. | 2D-montmorillonite-dispersed g-C3N4/TiO2 2D/0Dnanocomposite for enhanced photo-induced H2 evolution from glycerol-water mixture | |
| Tahir | Hierarchical 3D VO2/ZnV2O4 microspheres as an excellent visible light photocatalyst for CO2 reduction to solar fuels | |
| Gao et al. | Structural design of TiO 2-based photocatalyst for H 2 production and degradation applications | |
| US10987659B1 (en) | Synthesis of TiO2/Co3O4 core-shell photocatalysts | |
| Moradi et al. | Pt nanoparticles decorated Bi-doped TiO2 as an efficient photocatalyst for CO2 photo-reduction into CH4 | |
| Sutradhar et al. | Facile low-temperature synthesis of ceria and samarium-doped ceria nanoparticles and catalytic allylic oxidation of cyclohexene | |
| Rather et al. | A Cu+ 1/Cu0-TiO2 mesoporous nanocomposite exhibits improved H2 production from H2O under direct solar irradiation | |
| Pany et al. | Plasmon induced nano Au particle decorated over S, N-modified TiO2 for exceptional photocatalytic hydrogen evolution under visible light | |
| CN102120184B (zh) | 一种负载贵金属二氧化钛光催化剂及制法和应用 | |
| Xie et al. | Hierarchical TiO 2 photocatalysts with a one-dimensional heterojunction for improved photocatalytic activities | |
| US20170274364A1 (en) | Photocatalytic hydrogen production from water over catalysts having p-n junctions and plasmonic materials | |
| Ji et al. | Interfacial insights into 3D plasmonic multijunction nanoarchitecture toward efficient photocatalytic performance | |
| CN102266787A (zh) | 一种新型不含贵金属光解水制氢催化剂的制备方法 | |
| CN106975479B (zh) | 一种海胆状CeO2-MnO2复合氧化物催化剂的制备方法 | |
| CN104923259A (zh) | 贵金属/ZnIn2S4/TiO2纳米异质结构光催化剂及制备方法 | |
| CN102527403B (zh) | 一种铈基固溶体催化剂及制备方法 | |
| CN103172030A (zh) | 氧化物粉体及其制备方法、催化剂、以及催化剂载体 | |
| Abdelhameed et al. | Silver chromate doped Ti-based metal organic framework: synthesis, characterization, and electrochemical and selective photocatalytic reduction properties | |
| CN107175115B (zh) | 一种空间电荷分离型复合光催化剂的制备方法和应用 | |
| Liu et al. | Enhanced photocatalytic activity by tailoring the interface in TiO2–ZrTiO4 heterostructure in TiO2–ZrTiO4–SiO2 ternary system | |
| She et al. | Spatially separated bimetallic cocatalysts on hollow-structured TiO 2 for photocatalytic hydrogen generation | |
| Pan et al. | Low-temperature solution synthesis and characterization of enhanced titanium dioxide photocatalyst on tailored mesoporous γ-Al2O3 support | |
| CN103657643A (zh) | 一种制备纳米钯金属催化剂的方法 | |
| CN103212409B (zh) | 一种多孔炭材料负载介孔TiO2-Ag复合体及其制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131225 |