[发明专利]应用于染料废水处理的Ce掺杂花状ZnO光催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及应用于染料废水处理的Ce掺杂花状ZnO光催化剂及其制备方法。ZnO作为一种光催化剂，存在可见光的利用率低、光生电子复合率高等缺陷，限制了ZnO光催化的性能。本发明以氢氧化钠为碱源，六水合硝酸锌为ZnO的晶种来源，十二烷基硫酸钠为分散剂，六水合硝酸铈为掺杂剂，乙醇和水的混合液为溶剂，经机械搅拌、超声、微波辅助水热法合成、离心、干燥等步骤制备的ZnO形貌为花状结构。光催化降解实验表明，向ZnO晶格结构中引入杂原子Ce可以有效的抑制ZnO内部光生电子与光生空穴（e‑/h+）的复合，拓宽ZnO的光谱响应范围，这对于提高纳米ZnO光催化对可见光的利用效率提供了切实可行的参考依据。

主权项

应用于染料废水处理的Ce掺杂花状ZnO光催化剂的制备方法，其特征在于：由以下步骤实现：步骤一：将8.8～9.2g氢氧化钠溶解在25mL水中得到氢氧化钠溶液，接着将3.8～4.2g六水合硝酸锌和[Ce]/[Zn]摩尔比为0.4%～1%的六水合硝酸铈依次加入氢氧化钠溶液，机械搅拌至溶液变澄清，即得Ce掺杂花状ZnO的前驱体溶液；步骤二：向Ce掺杂花状ZnO的前驱体溶液中加入300mL摩尔浓度为0.020～0.030mol/L的十二烷基硫酸钠溶液，十二烷基硫酸钠溶液是将十二烷基硫酸钠溶于无水乙醇与水的混合物中得到的，无水乙醇与水的体积混合比例为4:1，然后机械搅拌0.5～1h，接着在超声功率300～500W下超声0.5～1h；步骤三：超声完成后，将步骤二得到的混合溶液先转移到聚四氟乙烯内衬的微波水热罐中，填充比55%，然后放入微波消解仪反应；微波消解仪运行参数为：温度170～210℃，功率800～1400W，保温反应时间2～2.5h；反应结束后，取出水热罐，将所得混合液离心并分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤离心得到的沉淀物，沉淀物置于50～70℃真空烘箱中3～5h，即得到Ce掺杂花状ZnO光催化剂。