二氧化鈰及其改性材料的制備和光催化性能研究.pdf

1、工業(yè)化的極速發(fā)展使得能源短缺和環(huán)境污染成為我們現(xiàn)階段面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，因此，目前尤為重要的是如何有效的解決我們所面臨的問(wèn)題，利用半導(dǎo)體光催化材料的光催化性能降解工業(yè)廢水及空氣中的污染物是現(xiàn)階段高效解決環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑，并且，由于光催化技術(shù)的很多優(yōu)勢(shì)，成為近年來(lái)研究熱點(diǎn)之一。作為地球含量最豐富的稀土元素之一的鈰，其氧化物二氧化鈰又能夠表現(xiàn)出類(lèi)似于典型光催化劑二氧化鈦的性能，成為一種可替代二氧化鈦的潛在光催化劑。但由于其禁帶較寬，降低了

2、其光催化效率，因此，本文采用燃燒法以不同試劑對(duì)二氧化鈰進(jìn)行了改性，并研究了改性后樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和成分等對(duì)其光催化性能的影響，得到以下幾點(diǎn)研究成果:
　　(1)采用燃燒法制備了面心立方螢石型結(jié)構(gòu)的CeO2納米顆粒。采用同樣的方法將制備的純凈CeO2進(jìn)行了摻雜F，通過(guò)調(diào)節(jié)氟化鈉的量控制摻雜樣品的光催化活性，亞甲基藍(lán)的降解效率圖證明適量的氟化鈉使得F摻雜的CeO2樣品表現(xiàn)出很強(qiáng)的光催化活性。
　　(2)通過(guò)調(diào)節(jié)氟與鈰的原子摩爾比

3、，制備出純CeO2，純CeF3以及CeO2/CeF3復(fù)合納米顆粒，以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)降解物，在紫外光下對(duì)制備的樣品進(jìn)行了光催化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，純CeF3光催化活性高于純CeO2和復(fù)合物。通過(guò)第一性原理對(duì)CeF3和CeO2進(jìn)行計(jì)算，從理論方面解釋了CeF3有較高光催化性能的原因，此項(xiàng)工作從實(shí)驗(yàn)和理論方面證實(shí)了CeF3可作為光催化劑的潛在價(jià)值。
　　(3)采用燃燒法制備了不同量磷酸對(duì)CeO2進(jìn)行改性的納米材料。隨著磷酸量的增加，樣品