技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電與光催化技術(shù)領(lǐng)域。涉及到一種中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰（CeO2）的制備方法。?

背景技術(shù)

近年來光催化劑的研究一直是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，而光催化劑降解有機(jī)物更是光催化研究領(lǐng)域中一個(gè)重要的分支。二氧化鈰有著表現(xiàn)劇烈的氫效應(yīng)-氧化物表面吸附著大量的氧，在一定溫度下能與氫化合的現(xiàn)象，這種化合伴隨著氧化物被燒熱。氧化物的表面氧原子對(duì)于與分子氧的同位素交換是等價(jià)的，二氧化鈰屬于其全部的氧與分子氧的交換都是等價(jià)的、為數(shù)不多的氧化物。換言之，氧在二氧化鈰，晶格中的擴(kuò)散速率是很大的。正是由于二氧化鈰的優(yōu)秀的儲(chǔ)氧能力和釋放氧的能力，其有著良好的光催化能力。?

稀土氧化鈰CeO2具有2種價(jià)態(tài)（Ce⁴⁺和Ce³⁺），這種可變價(jià)態(tài)使得CeO2具有很好的電子轉(zhuǎn)移特性，能充分分離光致電子和空穴，使催化劑在紫外或近紅外的光吸收能力增強(qiáng)，促進(jìn)催化反應(yīng)的進(jìn)行。?

二氧化鈰的禁帶寬度大約為2.8eV，能吸收部分可見光，大部分的可見光還是無法利用，故光催化效率不高。而制備中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰，可以顯著提高比表面積，不僅使催化反應(yīng)的反應(yīng)點(diǎn)增多，同時(shí)中空結(jié)構(gòu)更加有利于反應(yīng)物在光催化材料表面吸附，此外，能使光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴更容易到達(dá)光催化材料表面，從而提高量子轉(zhuǎn)換效率。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰光催化劑的制備方法。該方法過程簡單，利用模板法以及自組裝技術(shù)結(jié)合起來，以碳球?yàn)槟０澹妙w粒間的靜電吸附作用作為驅(qū)動(dòng)力，最后除去模板，制備高效光催化劑。?

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰光催化劑的制備，其技術(shù)方案主要包括以下步驟：?

1）硝酸鈰乙醇溶液的配制：0.4-0.6mg六水硝酸鈰常溫下溶于25mL的無水乙醇中，制得硝酸鈰的乙醇溶液。?

2）碳球的制備：在磁力攪拌條件下，將6-10g葡萄糖完全溶解于40-50mL去離子水中，上述溶液加入到反應(yīng)釜中，加熱到160℃，保持6-12h，將黑褐色沉淀物離心分離，用去離子水和乙醇沖洗三次，60℃空氣中干燥12h，制得碳球。?

3）中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰的制備：將0.2-0.6mg碳球分散于1）溶液中，超聲震蕩30-60min,再在室溫下靜置24h,用乙醇離心洗滌3次，然后在60℃干燥24h，最后將干燥物置于管式爐中，在400-600℃溫度下，煅燒1-3h,并隨爐冷卻，獲得中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰。?

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。?

圖1為碳球表面形貌（SEM)圖；?

圖2為中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰表面形貌(SEM)圖。?

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。0.5mg六水硝酸鈰常溫下溶于25mL的無水乙醇中，制得硝酸鈰的乙醇溶液。同時(shí)，在磁力攪拌條件下，8g葡萄糖完全溶解于45mL去離子水中，上述溶液加入反應(yīng)釜中，160℃，8h。黑褐色沉淀物離心分離，用去離子水和乙醇沖洗三次，60℃空氣中干燥12h。將制備得到的碳球稱取0.4mg,分散于硝酸鈰的乙醇溶液中。超聲震蕩30-60min,再在室溫下靜置24h,用乙醇離心洗滌3次，然后在60℃干燥24h。最后將干燥物置于管式爐中，在500℃溫度下，煅燒2h,并隨爐冷卻，獲得中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰。?

圖1為碳球表面形貌（SEM)圖；圖2為中空結(jié)構(gòu)二氧化鈰表面形貌(SEM)圖。?

測(cè)試結(jié)果：圖1掃描電子顯微鏡照片證實(shí)Y碳球顆粒為球形結(jié)構(gòu)，顆粒大小均勻，尺寸大約為50nm左右；圖2掃描電子顯微鏡照片證實(shí)二氧化鈰為中空結(jié)構(gòu),厚度致密。?