[发明专利]具有可见光催化活性的纳米Ag/CeO2催化剂的制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ag/CeO₂催化剂，特别是一种具有可见光催化活性的纳米Ag/CeO₂催化 剂的制备方法，所得到的目标Ag/CeO₂催化剂能被紫外光和可见光激活，有效地催化降解有 机污染物。本发明属于无机纳米光催化材料领域。

背景技术

随着环境问题的日益严重，半导体光催化降解技术在环境保护中的应用受到广泛重视。 目前研究较多的半导体光催化材料有TiO₂、ZnO、ZnS等。

通常CeO₂被作为一种助剂掺杂到TiO₂等半导体氧化物中，以增强TiO₂等主体氧化物的 光催化活性，少有将CeO₂作为半导体光催化剂的主体使用。对此的一般认识是，CeO₂易产 生氧缺陷，而氧缺陷在促进光生空穴-光生电子的复合方面发挥着重要作用，因此导致CeO₂的光催化活性低(见文献1、Shinryo Yabe，Mika Yamashita，Shigeyoshi Momose.Synthesis and UV-shielding properties of metal oxide doped ceria via soft solution chemical processes. International Journal of Inorganic Materials，2001(3)：1003～1008)。

近来，文献报道了采用离子交换-真空煅烧法制备出缺陷较多的CeO₂纳米晶，它在紫外 光下对苯酚有光催化降解效果，该方法制备条件较为苛刻，需要特殊的真空煅烧设备(见文 献2、李小忠，王连军，赵铭等.纳米CeO₂晶体的制备及其光催化性能的研究.环境化学，2006， 25(2)：149～153)。众所周知，阳光中的紫外辐射能量较低，只占总照度的4％～6％，如果 将依赖于紫外光的半导体光催化剂应用于降解有机污染物，则降解设备投资及降解运行成本 均高。如何克服现有制备方法获得的CeO₂光催化剂对紫外光的依赖性，将CeO₂为主体的光 催化剂的光响应范围扩展到可见光波段，从而能够在可见光照射下激发CeO₂的光催化降解活 性，是CeO₂光催化剂实用化的一个重要关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有制备方法获得的CeO₂光催化剂依赖于紫外光激活的不足，提 供一种在广谱范围内，即在紫外光及可见光照射下都有较强的光吸收和光响应，能够在紫外 光和可见光照射下有效地催化降解有机污染物的纳米Ag/CeO₂催化剂的制备方法。

根据上述发明目的，本发明所提供的制备方法，具有可见光催化活性的纳米Ag/CeO₂催 化剂的制备方法，以CeO₂水溶胶为料液，其特征在于有如下工艺步骤：

(1)向CeO₂水溶胶中加入能够在溶液温度升高时逐渐释放OH^-的物质作为沉淀剂，如 尿素或六次甲基四胺，并加热，尿素或六次甲基四胺将会随溶液温度升高而缓慢水解，逐渐 释放出OH^-，使溶胶的pH值升高，导致胶体失稳，从中析出水合二氧化铈沉淀(即氢氧化 铈沉淀，CeO₂·nH₂O，式中，n＝2)，经固液分离、洗涤、室温自然风干，获得水合二氧化铈 产物；

(2)用现知方法在上述二氧化铈微粒表面覆银，所得复合物经过低温焙烧活化，得到纳 米Ag/CeO₂光催化剂。

优选方案一：