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二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂及其制备方法与应用


技术摘要:
本发明属于光热催化材料技术领域,具体公开了二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂及其制备方法与应用。将铈盐和铬盐加入去离子水中,水浴热并搅拌保持1‑2h,烘干,得前驱体;将前驱体研磨,在惰性气体环境或空气环境下进行煅烧2‑3h,自然冷却,得二氧化铈复合  全部
背景技术:
近年来,环境污染问题成为全球关注的主要问题之一,在众多的环境净化方法中, 光催化、电催化等各种环境催化技术备受关注。光热催化技术是一种环境友好型技术,可以 直接利用热源降解有机污染物,具有污染性少,可循环使用等优点。 二氧化铈纳米颗粒是一种重要的纳米材料,广泛应用于催化剂、燃料电池、微电子 学的化学机械抛光、冶金和玻璃/陶瓷等领域。这些应用主要基于铈对氧和硫的高热力学亲 和能力,其潜在的氧化还原,以及与其电子结构相关的吸收和激发能带。二氧化铬是半金属 材料,对于自旋向上和自旋向下的电子有不同的态密度,在费米能级有接近100%的自旋极 化,深刻地影响了材料的输运性质,使其成为自旋电子器件和自旋喷射器的潜在候选材料。 二氧化铈与二氧化铬复合界面形成异质结,可以克服电子或空穴的重新组合,此 外,引入氧缺陷也可以提高催化活性,然而,二氧化铈复合的二氧化铬含氧缺陷作为光热催 化剂还尚未有相关报道。
技术实现要素:
本发明的目的是提供二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂及其制备方 法,该方法简单、方便、低成本、条件温和、有利于大规模生产。 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的 光热催化剂,制备方法如下: 1)将铈盐和铬盐加入去离子水中,水浴热并搅拌保持1-2h,烘干,得前驱体; 2)将前驱体研磨,在惰性气体环境或空气环境下进行煅烧,然后自然冷却,得二氧 化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂。 优选地,上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂,步骤1)中,所述的 铈盐为六水硝酸铈、硫酸铈、氢氧化铈、氧化铈中的一种或两种以上。 优选地,上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂,步骤1)中,所述的 铬盐为九水硝酸铬、氢氧化铬、亚硝酸铬、重铬酸盐中的一种或两种以上。 优选地,上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂,步骤1)中,所述的 铈盐和铬盐的摩尔比为1:1-3。 优选地,上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂,步骤1)中,所述的 烘干温度为100-120℃。 优选地,上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂,步骤2)中,所述的 煅烧温度500-600℃,煅烧时间为2-3h。 3 CN 111569859 A 说 明 书 2/3 页 优选地,上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂,步骤2)中,所述的 惰性气体为氮气或者氩气。 上述的二氧化铈复合二氧化铬含氧缺陷的光热催化剂在低温催化降解气体污染 物中的应用。 优选地,上述的应用,所述的气体污染物为异丙醇。 优选地,上述的应用,方法如下:于密封反应容器中,加上述的二氧化铈复合二氧 化铬含氧缺陷的光热催化剂,加入异丙醇,氙灯下催化降解。 本发明的有益效果是:本发明利用铈盐和铬盐制备出二氧化铈复合二氧化铬催化 剂,构建出大量氧缺陷结构,氧缺陷可以活化晶格氧,吸附有机污染物,从而提高光热催化 活性。并且本发明所提供的制备方法,其原料廉价,操作简单,极大程度降低了成本,而且对 环境无污染,实现了绿色化学,可以有效降解气体污染物。 附图说明 图1为制备的1-CC光热催化剂、2-CC光热催化剂、3-CC光热催化剂、CeO2、CrO2的XRD 测试图。 图2为制备的1-CC光热催化剂、2-CC光热催化剂、3-CC光热催化剂和CeO2的UV-vis 对比图。 图3为制备的1-CC光热催化剂、2-CC光热催化剂、3-CC光热催化剂、CeO2、CrO2降解 异丙醇气体的活性对比图。
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