[发明专利]一种二氧化铈及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种二氧化铈及其制备方法和应用。该制备方法包括：将六水合硝酸铈或者由硝酸铈溶液和碳酸铵溶液混合制得的沉淀在400‑500℃下煅烧得到所述二氧化铈。本发明还包括该二氧化铈以及该二氧化铈在光催化降解甲醛中的应用。本发明制备得到的二氧化铈(CeO₂)纳米材料在日光灯照射下对甲醛具有明显增强的降解活性，能够在室温下将甲醛完全催化降解为无毒无害的二氧化碳和水，对甲醛的降解率高达82.5％。

技术领域

本发明涉及室内空气的治理和净化领域，尤其涉及一种二氧化铈及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛是一种常见的室内空气污染物，其对人体具有较大的危害，严重时可致人死亡。甲醛来源有许多，包括木制家具、粘合剂和装饰装修材料等。在过去的几十年中，对于苯和氡这两种可致癌的室内空气污染物的治理已经很有成效，但甲醛仍旧是影响室内空气质量的主要危害因素。因此，在现代社会中，消除室内空气中甲醛对人体的危害迫在眉睫。

目前，在治理和净化室内空气方面，尤其是去除室内空气中的甲醛有多种方法和途径，较为成熟的方法有：吸附(包括物理吸附和化学吸附)法，绿色植物吸收净化法，热催化分解以及光催化氧化降解。通过物理化学的途径来吸附甲醛以达到净化室内空气中的甲醛，一方面需要提供大量的吸附剂(需要定时更换吸附剂)，另一方面物理化学方法耗时较长，无法大规模投入实际应用。而通过生物途径(如绿色植物吸收)来净化室内空气中的甲醛，一方面不仅需要数量众多对甲醛具有良好吸收作用的植株来净化空气，另一方面，生物途径净化室内空气时效相对极为漫长，因此通过生物途径来达到净化室内空气中甲醛的目的目前还不能够有效的实现。通过热催化分解甲醛以达到净化室内空气的目的，则不仅需要额外提供特殊的仪器设备，而且需要消耗大量的能源，在高效除去甲醛的同时也极大的增加了成本。

而光催化分解室内空气中的甲醛则不失为一种好的选择和途径，首先光催化剂处理室内空气中的甲醛不仅能够有效利用室内的光能，而且不需要提供额外的能量和特殊的装置就能够达到净化室内空气的目的，而在室温下对可见光响应的光催化剂则受到了广大科研工作者的极大关注。高效、稳定、无毒无害、便于回收利用同时成本低廉的催化剂的设计研发和制备是室温可见光照射下降解甲醛的关键影响因素。室温可见光高效去除室内空气中的甲醛是研究的热点，尤其是非贵金属辅助型催化剂是研究的重中之重。相当多的研究及科研成果表明，催化剂结构、微观形貌以及材料表面所具有的极性基团如表面羟基是负载贵金属型催化剂催化活性的主要影响因素。催化剂大致可以分为金属氧化物如ZnO、Al₂O₃、MnO₂及部分复合氧化物，非金属化合物如g-C₃N₄及其与金属氧化物的复合材料如g-C₃N₄/ZnO等，此类催化剂只有在特定的条件和额外提供能源时才能达到高效净化室内空气中甲醛的效果。因此，通过设计和制备低成本、制备方法简单、绿色环保、便于回收利用和环境友好的光催化剂具有十分深远的研究意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何获得光催化活性高的二氧化铈。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种二氧化铈及其制备方法和应用。

本发明提出一种二氧化铈的制备方法，包括：将六水合硝酸铈或者由硝酸铈溶液和碳酸铵溶液混合制得的沉淀在400-500℃下煅烧得到所述二氧化铈。

优选地，将所述碳酸铵溶液逐滴滴加到所述硝酸铈溶液中混合制得所述沉淀。

优选地，所述煅烧的时间为240-300min。

优选地，将所述六水合硝酸铈或者由所述硝酸铈溶液和所述碳酸铵溶液混合制得的所述沉淀置于马弗炉中按照升温速率2-4℃/min升温至400-500℃，之后继续在400-500℃下煅烧240-300min得到所述二氧化铈。

优选地，所述硝酸铈溶液和所述碳酸铵溶液中的硝酸铈与碳酸铵的摩尔比1-2:3。