[发明专利]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

说明书

本发明提供了一种CeO₂/TiO₂异质结微纳材料及其制备方法和应用，属于光催化材料技术领域。本发明提供的CeO₂/TiO₂异质结微纳材料中纳米尺寸的CeO₂负载在TiO₂薄片上，其中TiO₂薄片本身为纳米尺寸，所有纳米尺寸的TiO₂薄片聚集到一起形成了具有微米尺寸的球状结构。本发明提供的CeO₂/TiO₂异质结微纳材料同时具有微米和纳米结构的优点，有利于提高CeO₂/TiO₂异质结微纳材料的光催化性能。另外，本发明提供的CeO₂/TiO₂异质结微纳材料为微米级微球结构，易于回收利用，有利于重复使用。

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，尤其涉及一种二氧化铈/二氧化钛异质结微纳材料及其制备方法和应用。

背景技术

TiO₂具有禁带宽、价廉、无毒、化学性质稳定等特点，被广泛应用于污水处理、空气治理、锂电池、抗菌、除臭等领域。

由于TiO₂半导体的能带结构(Eg＝3.2eV)决定了其只能吸收利用紫外光或太阳光中的紫外线部分(太阳光中紫外辐射仅占5％)，太阳能利用率低；量子效率低(～4％)，难以处理量大且浓度高的废气和废水，使其广泛的工业应用受到极大的制约。

近年来人们采用过渡金属离子和非金属离子掺杂、表面敏化、半导体复合等多种方法，来提高TiO₂的可见光响应范围。其中二元半导体复合构筑异质结体系是提高太阳能利用效率和光催化活性的有效手段之一。但是光催化性能优良且性质稳定的异质结催化剂还很少。因此有必要开发光催化活性较高的半导体复合光催化剂材料。

发明内容

本发明提供了一种CeO₂/TiO₂异质结微纳材料及其制备方法和应用。本发明提供的CeO₂/TiO₂异质结微纳材料作为光催化剂能够有效降解有机污染物，且光催化剂活性较高。

本发明提供了一种CeO₂/TiO₂异质结微纳材料，所述CeO₂/TiO₂异质结微纳材料中CeO₂负载在TiO₂薄片上，所述TiO₂薄片聚集形成三维花状微球结构；所述三维花状微球结构的直径为0.9～2.5μm，比表面积为110～159m²g^-1。

优选的，所述CeO₂/TiO₂异质结微纳材料中CeO₂的质量分数为9～15％。

优选的，所述CeO₂/TiO₂异质结微纳材料中CeO₂为梭形结构，所述梭形结构的直径为50～130nm，梭形结构的长度为75～327nm。

本发明还提供了上述技术方案所述CeO₂/TiO₂异质结微纳材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硝酸铈水溶液进行水热反应，然后将水热反应产物依次进行煅烧和研磨处理，得到CeO₂纳米颗粒；

(2)将步骤(1)得到的CeO₂纳米颗粒与表面活性剂、pH值调节剂、钛盐和溶剂混合，得到混合料液；