微波溶劑熱制備納米CeO2及其去除水中污染物性能研究.pdf

1、作為一種新型的半導(dǎo)體材料，納米CeO2被廣泛的應(yīng)用于拋光粉、電化學(xué)、玻璃澄清劑、汽車尾氣處理、紫外光吸收及水污染處理等領(lǐng)域。納米CeO2有廣闊的應(yīng)用前景，近期科學(xué)家一直在致力研究納米CeO2。
　　 由于納米CeO2獨特的性能，在水污染處理方面的應(yīng)用也愈加廣泛，它強大的儲放氧能力能夠使水中的有機污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而達到降解水中污染物的目的。針對這一性能，本文選用廉價的硝酸鈰、氨水、尿素為反應(yīng)物，采用微波溶劑熱法制備不同形

2、貌的納米CeO2、微納米結(jié)構(gòu)CeO2和納米CeO2復(fù)合材料。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、紫外-可見光譜分析等手段對產(chǎn)物進行表征和測試。
　　 采用微波溶劑熱法以氨水為沉淀劑，制備了粒徑約為17nm的納米CeO2單晶粒。保溫時間從2h延長3h加劇了納米CeO2顆粒的團聚，反應(yīng)時間控制在2h有利于得到分散性好的顆粒。采用微波溶劑熱法以尿素為沉淀劑，制備了粒徑約為13nm的一次納米CeO2顆粒，通過一次納米CeO

3、2顆粒的自組裝形成了直徑在400nm左右的空心球，其最優(yōu)的制備條件為:Ce3+濃度為0.01mmol/mL，升溫速率為12℃/min，反應(yīng)溫度為170℃，保溫時間為30min。當(dāng)升溫速率變?yōu)?6℃/min，其他條件保持不變時，制備出了存在大量微孔的球狀CeO2。以尿素為沉淀劑時，Ce3+濃度對產(chǎn)物的形貌產(chǎn)生了很大的影響:Ce3+濃度為0.01mmol/mL時CeO2的形貌為直徑約為250nm的中空的球體，當(dāng)Ce3+濃度為0.02mmol

4、/mL時CeO2的形貌既有直徑約為400nm的球體又有長度在3μm左右的棒狀，當(dāng)Ce3+濃度為0.03mmol/mL時CeO2的形貌既有直徑在15μm左右的球也有長度在40-60μm的棒。以氨水為沉淀劑制備的小品粒納米CeO2和以尿素為沉淀劑制備的納米空心球CeO2吸附催化性能較高，對模擬污染物甲基橙溶液的降解率均超過了90％。
　　 采用微波溶劑熱法，以聚苯乙烯球為模板，以尿素為沉淀劑合成前驅(qū)體，將其在500℃下煅燒可制備出粒

5、徑為4μm左右的中空球，球壁厚度約為250nm左右，由粒徑為200nm左右的晶粒組成;采用微波均相沉淀法，以脫脂棉為模板，以尿素為沉淀劑合成前驅(qū)體，將其在500℃下煅燒制備出了板片狀的CeO2，厚度在200nm左右，其一次顆粒為納米級別的晶粒，粒徑約為30-40nm。在可見光照射下中空球狀微納米結(jié)構(gòu)CeO2對甲基橙的降解率要優(yōu)于板片狀CeO2，累計光照1h后中空球狀CeO2對甲基橙的降解率達到91.4％，板片狀的為60％左右。
　

6、　 通過微波酸改性山東硅藻土，去除了硅藻土表面的雜質(zhì)，增加了它的比表面積，提高了其吸附降解性能。采用10％的硫酸水溶液，在微波輻照下70℃改性處理后的硅藻土性能顯著改善。改性后的山東硅藻土，通過浸漬混合法負載納米晶CeO2，其吸附降解能力得到了提高，CeO2和硅藻土比例20％時其復(fù)合體系吸附降解能力最強。以脫脂棉為載體，采用微波沉淀法制備出了粒徑在3μ m左右的花粒狀結(jié)構(gòu)C/CeO2復(fù)合材料，對甲基橙溶液的降解率達到了85％左右。