CN107243340A - 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 - Google Patents
一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107243340A CN107243340A CN201710479447.5A CN201710479447A CN107243340A CN 107243340 A CN107243340 A CN 107243340A CN 201710479447 A CN201710479447 A CN 201710479447A CN 107243340 A CN107243340 A CN 107243340A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photochemical catalyst
- ceric oxide
- oxide nanorod
- titanium dioxide
- dioxide nano
- 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.)
- Granted
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 229940044927 ceric oxide Drugs 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 229910010062 TiCl3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 229910004664 Cerium(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 12
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K titanium(iii) chloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)Cl YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical group [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- HGWOWDFNMKCVLG-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[Ti+4].[Ti+4] Chemical compound [O--].[O--].[Ti+4].[Ti+4] HGWOWDFNMKCVLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- -1 hydroxyl radical free radical Chemical class 0.000 description 3
- RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N lead(2+) Chemical compound [Pb+2] RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000012538 light obscuration Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,以七水三氯化铈,氢氧化钠,去离子水,三氯化钛,乙醇为原料,通过水热法制备出二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂。本产品制备简单,成本低廉,具备良好的催化以及吸附性能,在常温常压,太阳光照射下,即可将有机污染物催化降解完全,降解产物无污染,而且该催化剂能够吸附无机污染物,例如重金属离子。本发明还对所制备的光催化剂进行了光催化性能,吸附性能的研究,实验采用玫瑰红,硝酸铅分别作为光催化,吸附实验的污染物,研究表明该催化剂的性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,属于光催化剂技术领域。
背景技术
在我国的生态污染中,水污染尤其严重。然而现在处理水污染的技术存在很多问题,例如成本高昂,操作繁琐等等,制约了水污染处理的发展,因此建立有效的降解水中有机污染物的方法对于保护水资源起着重要的作用。
光催化技术比于传统水污染处理技术有着很大的优势,它集合了催化降解与吸附两个优点,有机污染与无机污染可以同时处理,并且存在二次污染少、反应条件适中和催化剂具有可重复利用的优点。TiO2颗粒具备优良的化学性质与物理性质,成为研究的热点,它主要应用于广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。在光催化领域中,那纳米TiO2颗粒是非常受关注的,它拥有非常好的光催化性能。在紫外光的照射下,处于价带上的电子就会被激发到导带上,并在电场的作用下迁移到粒子表面,于是价带上产生了具有高活性的空穴-电子对。空穴可以夺取吸附在颗粒上的物质的电子,从而生成•OH,而电子则可以与H2O和O2反应,也可以生成•OH,而•OH具有极强的氧化性,因此可以催化降解有机污染物。但是我们知道,TiO2是宽禁带半导体化合物,只有波长较短的部分紫外光(<387nm)才能被吸收,而这部分紫外(300-400nm)光只占到达地面的太阳光的3%~4%,因此太阳光能的利用率很低。另一方面,受光激发形成的空穴和电子容易复合,光量子效率较低,这些缺点就减弱了二氧化钛光催化的性能。因此通常需要对TiO2表面进行修饰, 如表面贵金属沉积、离子掺杂、半导体修饰等, 其中半导体复合是一种有效的方法。
二氧化铈作为稀土元素铈的一种氧化物,具有立方萤石型结构和很好的储氢能力。其具备的萤石型结构中,晶胞中的每个Ce4+按面心立方点阵排列 ,O2-占据所有的四面体位置 ,每个Ce4+周围被个8个O2-包围,而每个O2-则与最近的4个Ce4+配位。当二氧化铈颗粒尺寸降到纳米级别时,它外层与次外层电子会变得不稳定,会使得铈的价态在三价与四价间转化,并且其表面及体相的晶格氧原子能够直接参与反应并被消耗,所以同时会形成氧空位,而二氧化铈纳米棒中氧空位的产生与消除直接伴随着氧的放出和存储过程,使其具备独特的氧化还原性能。
TiO2与CeO2的复合,具有很多优点。CeO2由于4f轨道的不稳定,会抢夺TiO2的光生电子,这就大大得减缓了光生电子与空穴的复合,此外,由于光生电子跃迁的因素,部分TiO2的晶型会由锐钛矿型转变为萤石型,而萤石型TiO2的紫外吸收能力要明显高CeO2及锐钛矿型TiO2,另外,CeO2的导带低于萤石型 TiO2,提高了光生电子的传输能力,使载流子数量增多,紫外吸收能力增强,也提高了对太阳光的利用。
目前制备二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂已有一些方法,但或多或少都有一些不足之处。例如李跃军,曹铁平,王长华,邵长路的《CeO2/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能研究》一文,提到采用同轴静电纺丝法制备了 CeO2-TiO2复合纳米纤维,这项技术虽然有一些的优点,但是易受到纺丝体系和制备条件限制,目前,利用静电纺丝技术制备 CeO2-TiO2复合纳米纤维并用于有机污染物的研究鲜见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,以七水三氯化铈,氢氧化钠,去离子水,三氯化钛,乙醇为原料,通过水热法制备出二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂。本产品制备简单,成本低廉,具备良好的催化以及吸附性能,在常温常压,太阳光照射下,即可将有机污染物催化降解完全,降解产物无污染,而且该催化剂能够吸附无机污染物,例如重金属离子。本发明还对所制备的光催化剂进行了光催化性能,吸附性能的研究,实验采用玫瑰红,硝酸铅分别作为光催化,吸附实验的污染物,研究表明该催化剂的性能良好。
一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,步骤如下:
合成二氧化铈纳米棒:
1.5g CeCl3•7H2O加入5ml去离子水中溶解,制成A液,2.4~6.4g NaOH加入15~40ml去离子水中溶解,制成B液,把A液和B液混合,搅拌10~30min之后,将混合溶液加入到反应釜中,130℃下反应18h,产物用去离子水洗涤,然后在室温下干燥20h,继续在300℃下焙烧4h,制备得到二氧化铈纳米棒;
合成CeO2/TiO2光催化剂:
将步骤(1)制备的100~200mg二氧化铈纳米棒放入50-100ml水中搅拌,然后加入0.095~0.38ml TiCl3溶液,将混合液搅拌30min,放入反应釜中,在180℃下反应12h,反应结束后,将产物用去离子水和乙醇反复清洗后,放入真空干燥箱中60℃干燥得到二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂。
本发明的原理是二氧化钛能级差较小,其可以在紫外光作用下产生能级跃迁,形成光生电子-空穴对。此种结构可以在水中生成OH·(羟基自由基),OH·与污染物反应,将污染物降解为水、二氧化碳等物质。二氧化铈具有立方萤石型结构和很好的储氢能力,因此具有较多的氧空位和较低的氧化还原电势。二者在纳米尺寸下,形成的复合物减缓了空穴-电子的复合,提高了反应效率,另外二氧化铈颗粒本身就具有催化特性,掺杂后又使部分二氧化钛的晶型改变,亦提高了催化性能。
本发明的优点为
1、CeO2/TiO2纳米复合物与其他的光催化剂相比,太阳光的利用率高,具有较强的光催化性能。
2、CeO2/TiO2纳米复合物对有机污染物有较强的降解作用,对重金属离子也有较强的吸附能力。
3、CeO2/TiO2纳米复合物光催化剂无毒,催化剂本身拥有很好的环保性能,对于使用者和环境都非常友好。
4﹑CeO2/TiO2纳米复合物使用方式简单,只要将催化剂投入污水中,然后在自然光下照射就可以,在常温常压下就可以使用。
附图说明
图1:本发明二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂的拉曼图。
图2:本发明二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂光催化性能图。
图3:本发明二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂吸附性能图。
图4:本发明二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂粒径分布图。
图5:本发明二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂电镜图。
具体实施方式
实施例1
一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,步骤如下:
合成二氧化铈纳米棒:
1.5g CeCl 3•7H2O加入5ml去离子水中溶解,制成A液,2.4g NaOH加入15ml去离子水中溶解,制成B液,把A液和B液混合,搅拌10min之后,将混合溶液加入到反应釜中,反应130℃下反应18h,产物用去离子水洗涤,然后在室温下反应干燥20h,继续在300℃下焙烧4h,制备得到二氧化铈纳米棒;
合成CeO2/TiO2光催化剂:
将步骤(1)制备的100mg二氧化铈纳米棒放入50-100ml水中搅拌,然后加入0.095mlTiCl3溶液,将混合液搅拌30min,放入反应釜中,在180℃下反应12h,反应结束后,将产物用去离子水和乙醇反复清洗后,放入真空干燥箱中60℃干燥得到二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂,即为10%的CeO2/TiO2纳米复合物,二氧化钛的质量占二氧化铈的质量的10%。
实施例3
一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,步骤如下:
合成二氧化铈纳米棒:
同实施例1。
合成CeO2/TiO2光催化剂:
将步骤(1)制备的100mg二氧化铈纳米棒放入50-100ml水中搅拌,然后加入0.19mlTiCl3溶液,将混合液搅拌30min,放入反应釜中,在180℃下反应12h,反应结束后,将产物用去离子水和乙醇反复清洗后,放入真空干燥箱中60℃干燥得到二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂,即为20%的CeO2/TiO2纳米复合物,二氧化钛的质量占二氧化铈的质量的20%。
实施例4
一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,步骤如下:
合成二氧化铈纳米棒:
同实施例1。
合成CeO2/TiO2光催化剂:
将步骤(1)制备的100mg二氧化铈纳米棒放入50-100ml水中搅拌,然后加入0.285mlTiCl3溶液,将混合液搅拌30min,放入反应釜中,在180℃下反应12h,反应结束后,将产物用去离子水和乙醇反复清洗后,放入真空干燥箱中60℃干燥得到二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂,即为30%的CeO2/TiO2纳米复合物,二氧化钛的质量占二氧化铈的质量的30%。
实施例5
一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,步骤如下:
合成二氧化铈纳米棒:
同实施例1。
合成CeO2/TiO2光催化剂:
将步骤(1)制备的100mg二氧化铈纳米棒放入50-100ml水中搅拌,然后加入0.38mlTiCl3溶液,将混合液搅拌30min,放入反应釜中,在180℃下反应12h,反应结束后,将产物用去离子水和乙醇反复清洗后,放入真空干燥箱中60℃干燥得到二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂,即为40%的CeO2/TiO2纳米复合物,二氧化钛的质量占二氧化铈的质量的40%。
实验例1
测试光催化性能
用250ml烧杯程取50ml2.5ppm的玫瑰红溶液,50mg 本发明制得的催化剂放入其中。首先在暗处搅拌40min,每过20min取样一次。接着将产品移动到氙灯下面,进行光照反应。每隔20min取样一次,直到溶液变白为止。利用紫外光吸光光度计测量所取样的浓度。
实验例2
测试吸附性能
使用硝酸铅作为铅源,分别配置0.5ppm、0.1ppm、1ppm、10ppm、50ppm、200ppm、500ppm的铅离子溶液。将上述7种浓度的溶液分别取50ml放置到7个烧杯中,每个烧杯中加入50mg本发明制得的催化剂,放置在振荡器上震荡6h,然后过滤溶液,得到7份溶液,用原子吸收光谱测试其铅离子浓度。
通过下面附图可知,在加入了TiO2之后,复合物的吸光能力大大提高,可以在全光谱范围内吸收光能。30% TiO2/CeO2 复合物光催化性能达到最好效果,可以光反应两小时内将有机物绝大部分降解;其可以将10ppm铅离子溶液中的铅离子96.59%吸附掉,并且在铅离子浓度达到500ppm时依然有63%以上的吸附效能,说明催化剂拥有良好的光催化性能和重金属离子吸附能力。通过粒径图可知,30% TiO2/CeO2 复合物的粒径在10nm范围,说明催化剂尺寸很小,已经达到量子尺寸,拥有量子效应。
Claims (1)
1.一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法,其特征为:步骤如下:
合成二氧化铈纳米棒:
1.5g CeCl3•7H2O加入5ml去离子水中溶解,制成A液,2.4~6.4g NaOH加入15~40ml去离子水中溶解,制成B液,把A液和B液混合,搅拌10~30min之后,将混合溶液加入到反应釜中,130℃下反应18h,产物用去离子水洗涤,然后在室温下干燥20h,继续在300℃下焙烧4h,制备得到二氧化铈纳米棒;
合成CeO2/TiO2光催化剂:
将步骤(1)制备的100~200mg二氧化铈纳米棒放入50-100ml水中搅拌,然后加入0.095~0.38ml TiCl3溶液,将混合液搅拌30min,放入反应釜中,在180℃下反应12h,反应结束后,将产物用去离子水和乙醇反复清洗后,放入真空干燥箱中60℃干燥得到二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛颗粒光催化剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710479447.5A CN107243340B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710479447.5A CN107243340B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107243340A true CN107243340A (zh) | 2017-10-13 |
CN107243340B CN107243340B (zh) | 2020-04-03 |
Family
ID=60018540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710479447.5A Expired - Fee Related CN107243340B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107243340B (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108982628A (zh) * | 2018-07-14 | 2018-12-11 | 南昌大学 | 基于dna两面性的电化学传感器构建方法及其端粒酶活性检测应用 |
CN110449153A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-15 | 山东师范大学 | 一种活性金属催化剂的改性方法及应用 |
CN110605111A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 宿迁学院 | 一种二氧化铈/二氧化钛异质结微纳材料及其制备方法和应用 |
CN111085185A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-05-01 | 扬州大学 | CeO2:CDs/TiO2纳米材料及其在光催化方面的应用 |
CN113045211A (zh) * | 2019-12-28 | 2021-06-29 | Tcl集团股份有限公司 | 复合材料及其制备方法、应用、发光二极管及其制备方法 |
CN114950402A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-30 | 苏州金宏气体股份有限公司 | TiO2/CeO2异质结光催化剂及其制备方法 |
CN115872704A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-31 | 生物炭建材有限公司 | 一种自清洁碳负性生物炭隔热抹灰砂浆及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012171860A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Net Corp | 中空ナノ粒子及びそれを用いた塗料 |
CN104128172A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-11-05 | 南昌航空大学 | 一种调控纳米TiO2-CeO2的形貌呈球型、哑铃型、片型的方法 |
CN105170130A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-23 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 高分散CeO2修饰TiO2的介孔光催化剂的制备方法和应用 |
CN105749894A (zh) * | 2016-04-10 | 2016-07-13 | 南昌航空大学 | 一种三维石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂的制备方法 |
CN106179304A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-07 | 南昌航空大学 | 一种具备光催化还原性能的CeO2‑TiO2纳米复合材料的制备方法 |
-
2017
- 2017-06-22 CN CN201710479447.5A patent/CN107243340B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012171860A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Net Corp | 中空ナノ粒子及びそれを用いた塗料 |
CN104128172A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-11-05 | 南昌航空大学 | 一种调控纳米TiO2-CeO2的形貌呈球型、哑铃型、片型的方法 |
CN105170130A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-23 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 高分散CeO2修饰TiO2的介孔光催化剂的制备方法和应用 |
CN105749894A (zh) * | 2016-04-10 | 2016-07-13 | 南昌航空大学 | 一种三维石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂的制备方法 |
CN106179304A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-07 | 南昌航空大学 | 一种具备光催化还原性能的CeO2‑TiO2纳米复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LEI WANYING ET AL.: ""Surface-Structure Sensitivity of CeO2 Nanocrystals in Photocatalysis and Enhancing the Reactivity with Nanogold"", 《ACS CATALYSIS》 * |
MIN ZENG ET AL.: ""Synergetic Effect between Photocatalysis on TiO2 and Thermocatalysis on CeO2 for Gas-Phase Oxidation of Benzene on TiO2/CeO2 Nanocomposites"", 《ACS CATALYSIS》 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108982628A (zh) * | 2018-07-14 | 2018-12-11 | 南昌大学 | 基于dna两面性的电化学传感器构建方法及其端粒酶活性检测应用 |
CN108982628B (zh) * | 2018-07-14 | 2020-06-16 | 南昌大学 | 基于dna两面性的电化学传感器构建方法及其端粒酶活性检测应用 |
CN110449153A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-15 | 山东师范大学 | 一种活性金属催化剂的改性方法及应用 |
CN110605111A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 宿迁学院 | 一种二氧化铈/二氧化钛异质结微纳材料及其制备方法和应用 |
CN111085185A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-05-01 | 扬州大学 | CeO2:CDs/TiO2纳米材料及其在光催化方面的应用 |
CN111085185B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-02-28 | 扬州大学 | CeO2:CDs/TiO2纳米材料及其在光催化方面的应用 |
CN113045211A (zh) * | 2019-12-28 | 2021-06-29 | Tcl集团股份有限公司 | 复合材料及其制备方法、应用、发光二极管及其制备方法 |
CN113045211B (zh) * | 2019-12-28 | 2022-04-19 | Tcl科技集团股份有限公司 | 复合材料及其制备方法、应用、发光二极管及其制备方法 |
CN114950402A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-30 | 苏州金宏气体股份有限公司 | TiO2/CeO2异质结光催化剂及其制备方法 |
CN115872704A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-31 | 生物炭建材有限公司 | 一种自清洁碳负性生物炭隔热抹灰砂浆及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107243340B (zh) | 2020-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107243340A (zh) | 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 | |
Ikram et al. | A review of photocatalytic characterization, and environmental cleaning, of metal oxide nanostructured materials | |
Tahir | La-modified TiO2/carbon nanotubes assembly nanocomposite for efficient photocatalytic hydrogen evolution from glycerol-water mixture | |
Wang et al. | Hollow spherical WO3/TiO2 heterojunction for enhancing photocatalytic performance in visible-light | |
Wu et al. | Hydrothermal synthesis of carbon spheres–BiOI/BiOIO3 heterojunctions for photocatalytic removal of gaseous Hg0 under visible light | |
Kumaresan et al. | Synthesis, characterization, and photocatalytic activity of Sr2+ doped TiO2 nanoplates | |
Qiu et al. | Enhanced visible-light-driven photocatalytic degradation of tetracycline by 16% Er3+-Bi2WO6 photocatalyst | |
Song et al. | Recent advances in bismuth-based photocatalysts: Environment and energy applications | |
Demircivi et al. | Enhanced photocatalytic degradation of tetracycline using hydrothermally synthesized carbon fiber decorated BaTiO3 | |
Liu et al. | Ag-SrTiO3/TiO2 composite nanostructures with enhanced photocatalytic activity | |
CN103599802A (zh) | 一种磷酸银/石墨烯纳米复合材料的制备方法 | |
CN102380366B (zh) | 铋、硅共掺杂的纳米二氧化钛光催化剂及其制备、应用 | |
Panwar et al. | Gd-doped ZnO: TiO2 heterogenous nanocomposites for advance oxidation process | |
Tian et al. | Visible light enhanced Fe–I–TiO2 photocatalysts for the degradation of gaseous benzene | |
Zhang et al. | Facile synthesis of novel gully-like double-sized mesoporous structural Sr-doped ZrO2–TiO2 composites with improved photocatalytic efficiency | |
Li et al. | Preparation of hollow Nd/TiO 2 sub-microspheres with enhanced visible-light photocatalytic activity | |
Al-Hamdi et al. | Gadolinium doped tin dioxide nanoparticles: an efficient visible light active photocatalyst | |
Suhan et al. | Enhanced UV light-driven photocatalytic degradation of methyl orange using MoO3/WO3-fluorinated TiO2 nanocomposites | |
R Khataee et al. | Synthesis, characterization and photocatalytic properties of nanostructured Sm-doped CdSe | |
Deng et al. | Rare metal doping of the hexahydroxy strontium stannate with enhanced photocatalytic performance for organic pollutants | |
Chen et al. | C, F co-doping Ag/TiO2 with visible light photocatalytic performance toward degrading Rhodamine B | |
Wu et al. | Self-floating biomass charcoal supported flower-like plasmon silver/carbon, nitrogen co-doped defective TiO2 as robust visible light photocatalysts | |
Wang et al. | Enhanced the photocatalytic activity of B–C–N–TiO2 under visible light: Synergistic effect of element doping and Z-scheme interface heterojunction constructed with Ag nanoparticles | |
Chang et al. | Synthesis and photocatalytic activity of monolithic Fe2O3/TiO2 | |
Wang et al. | Preparation of pod-shaped TiO2 and Ag@ TiO2 nano burst tubes and their photocatalytic activity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200403 |