[发明专利]一种CeO2

说明书

本发明属于纳米材料制备领域，公开了一种CeO₂@MoS₂/g‑C₃N₄复合光催化材料及其制备方法，包括:(1)将六水合氧化铈加入到丁胺、甲苯的混合溶液中，所得混合溶液经水热处理后，再将反应产物煅烧，得到CeO₂纳米晶；(2)将二水合钼酸钠、g‑C₃N₄纳米片超声分散于L‑半胱氨酸与二甲基亚砜混合溶液中，所得混合溶液经水热处理，得到MoS₂/g‑C₃N₄纳米片；(3)将CeO₂纳米晶与MoS₂/g‑C₃N₄超声分散于甲醇溶液中，甲醇挥发后，收集所得产物为CeO₂‑MoS₂/g‑C₃N₄复合材料；(4)将CeO₂‑MoS₂/g‑C₃N₄复合材料置于管式炉中，在氮气氛围下煅烧处理，得到CeO₂@MoS₂/g‑C₃N₄三元复合光催化剂。本发明所述的制备方法简单、可控性强，所得的复合光催化剂具有优异的光催化降解性能。

技术领域

本发明属于纳米材料制备和光催化环境能源及污染物治理技术领域，尤其涉及一种CeO₂@MoS₂/g-C₃N₄复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

随着现代工业化的迅猛发展，环境污染及能源危机问题显得日益突出。基于半导体及其衍生材料为媒介的光催化技术，作为一种太阳能驱动、无污染且经济有效的手段，正成为一个热门的新能源研究方向。二氧化铈(CeO₂)是我国重要工业应用的稀土金属氧化物，其含量丰富、成本低、无污染且化学稳定性佳，在光催化、产氢及光电学领域具备良好的应用前景。但CeO₂存在两大缺陷，首先，二氧化铈的带隙为3.2eV，其宽带隙化学性质导致其只能被紫外光激发；其次，二氧化铈的内部电荷转移率偏低，电子空穴对复合率较高，造成CeO₂在光催化化学反应过程中光子利用率偏低。

异质结的构建能够有效提升复合材料的光吸收性能及光生电子对的快速分离与转移，因此能够有效避免材料因电荷复合而失去的氧化及还原能力。近年来，新型的有机聚合物g-C₃N₄因其易制备、高比表面积及优异的电传导性而备受关注，其典型的二维片状结构及表面官能团能够为其他半导体提供有效的支撑以形成异质结构。作为良好的助催化剂、贵金属的有效替代化合物，MoS₂因其暴露的边缘存在大量不饱和的Mo与S元素，能够有效活化活性位点，以增强宽带隙半导体的可见光利用率。因此，二维MoS₂/g-C₃N₄异质结结构不仅能够提供更多的支撑载体，同时能有效地增强光吸收能力并降低光生电子空穴对的复合率。然而，到目前为止没有CeO₂@MoS₂/g-C₃N₄异质结的制备及光催化应用的报道。因此，本发明提供了一种可见光响应CeO₂@MoS₂/g-C₃N₄异质结材料的制备方法，目的是通过构建优异的异质结结构来提升光生载流子的寿命，进而促进光生电子和空穴的快速分离而增强异质结材料的光催化分解水产氢及污染物去除能力。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种 CeO₂@MoS₂/g-C₃N₄复合光催化材料及其制备方法。

本发明是通过如下技术手段实现上述技术目的：