納米CeO-,2-的制備及光催化降解甲基藍.pdf

1、水污染狀況的日益嚴重是當今社會人類面臨的嚴重問題，污水中有毒有害有機污染物的難以去除成為了世界各國面臨的一個共同難題。甲基藍就是水污染中有毒有害有機污染物之一，對人類日常生活和身體健康造成了嚴重危害。本論文針對水污染的這一嚴重現(xiàn)實問題，依據(jù)納米CeO2的半導(dǎo)體光催化特性，開展提高其光催化活性的制備技術(shù)、離子摻雜以及對甲基藍的光催化降解研究，以期制備出高效降解甲基藍的納米CeO2光催化劑，這對于水污染的處理，提高生活用水質(zhì)量，保障人們的身

2、體健康具有重要的現(xiàn)實意義。 本論文以硝酸亞鈰和檸檬酸為原料，較系統(tǒng)研究和優(yōu)化了以溶膠-凝膠法制備納米CeO2的工藝參數(shù)條件。硝酸亞鈰與檸檬酸溶液pH值調(diào)到1.5左右，在65℃水浴中反應(yīng)成膠，100℃下烘干lh，500℃焙燒2h，可制得平均粒徑為12.21nm的CeO2粉體。XRD譜圖分析表明，所制得的納米CeO2為立方晶系結(jié)構(gòu)，且隨著焙燒溫度的升高和焙燒時間的增加，樣品結(jié)晶度升高，晶型發(fā)育越完整，晶粒尺寸增大。SEM分析顯示，所

3、合成制備的CeO2粒子近球形，粒度大小分布較均勻，隨焙燒溫度的升高和時間的延長，團聚現(xiàn)象增加。 為了改善所制納米CeO2樣品的團聚現(xiàn)象，改用乙醇和水(摩爾比為9：1)作為溶劑，團聚現(xiàn)象得到了明顯的改善。采用微波加熱將成膠時間由原來的23.5h縮短到了2h，節(jié)約了能源，微波加熱比水浴加熱更有利于提高納米CeO2分散性。 光催化降解實驗表明，所合成制備的納米CeO2在紫外燈的照射下對甲基藍有有較好的降解作用，光催化反應(yīng)6h，

4、甲基藍的光催化降解率達到了70％以上，乙醇和水作為溶劑和微波加熱制備的納米CeO2分散性好，均提高了對甲基藍的光催化降解率，6h的光催化劑降解率分別為85.6％和77.2％。催化劑的投加量對甲基藍的光催化活性有較大影響，當催化劑的濃度在0.6g/L-1.4g幾范圍時，CeO2的投加量為1.0g/L時具有高的光催化降解率。 焙燒溫度和時間對CeO2光催化降解甲基藍的效果都有較大影響，在實驗溫度范圍內(nèi)，500℃焙燒2h制備的納米Ce

5、O2樣品對甲基藍的光催化活性相對最佳。 為了探索離子摻雜對納米CeO2光催化降解甲基藍的影響，通過摻雜Zn2+、Ti4+、Si4+、V5+、Fe3+等離子對納米CeO2進行改性研究。實驗表明，Zn2+、Ti4+、Si4+、V5+、Fe2+的引入均能提高納米CeO2對甲基藍的光催化活性。在同樣的450℃焙燒2h，光催化反應(yīng)6h時條件下，Zn2+最佳摻雜量為3％的納米CeO2的光催化活性最高，甲基藍的降解率可達88.41％；Ti4+