[发明专利]一种片状CeO2

说明书

本发明提供了一种片状CeO₂/UIO‑66‑NH₂复合光催化材料及其制备方法，属于光催化剂制备技术领域。制备方法包括：S1、通过水浴合成法制备CeO₂纳米片前驱体，之后煅烧，得到CeO₂纳米片；S2、将四氯化锆和2‑氨基‑1,4苯二甲酸超声分散在溶剂中，然后将CeO₂纳米片加入到溶剂中，混合均匀，在温度为100‑180℃的条件下保温12‑48h，之后分离、干燥，得到片状CeO₂/UIO‑66‑NH₂复合光催化材料。本发明利用片状CeO₂和UIO‑66‑NH₂通过面‑面复合形成Ⅱ型异质结结构，可提升光生电子的分离效率，且增大了比表面积，有利于提供更多的活性位点，有利于光催化性能的提高。

技术领域

本发明涉及光催化剂制备技术领域，特别涉及一种片状CeO₂/UIO-66-NH₂复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

人类对自身美好生活的追求导致对自然无限索取，使全球环境日益恶化。含有大量具致癌、致畸效应的有机物废水已成为水污染的罪魁祸首，例如，罗丹明B(Rhodamine B，简称：RhB)合成废水会引致皮下组织生肉瘤。为降低该有机物对环境和人类的危害，利用光催化氧化还原反应将有机物降解为无毒无害小分子物质，是一种绿色、节能、可持续的技术。以半导体作为光催化剂，利用太阳光作为光源，半导体光催化剂在特定光源照射下产生具有较高氧化还原能力的光生电子-空穴，催化降解水环境中的有机物，被认为是当前解决水污染的理想途径。目前研究最多的半导体光催化剂，如：TiO₂、 BiPO₄等紫外光响应材料(紫外光仅占太阳光谱的5％左右)，由于对太阳能利用效率较低，很大程度上限制了半导体光催化技术的发展，因此，开发新型高效的可见光响应的半导体光催化剂是光催化研究领域的热点。

与传统的半导体光催化剂相比，金属有机骨架(Metal-organic frameworks，简称：MOFs)因其高比表面积、可调的多孔尺寸和可设计的多孔结构使其在光催化领域受到了广泛的关注。锆基金属-金属有机骨架材料(UiO-66-NH₂) 是一种在可见光下具备进行光解水产氢能力的MOFs。作为光催化反应剂， UiO-66-NH₂可为光致电子的迁移提供额外的途径，从而促进电荷载流子的分离，进而提高光催化效率。但是，单一的UiO-66-NH₂光催化剂由于导电性较差、光响应范围窄、可见光吸收能力差、稳定性低和本征催化活性弱等缺陷，严重限制了它的光催化效率，使得其对有机物的光催化降解效果不理想。

为了改善前述问题，通过构建异质结可以提高MOFs的催化性能。例如有研究将MoS₂引入UiO-66-NH₂得到MoS₂/UiO-66-NH₂复合光催化剂，也有研究将CdS引入UiO-66或UiO-66-NH₂得到CdS/UiO-66以及CdS/UiO-66-NH₂复合光催化剂，但前述复合催化剂中，MoS₂制备条件较苛刻，通常会用到危险化学药品，对环境会造成一定的污染；而CdS具有较强的光腐蚀性，S²⁺在光催化反应过程中易于被光生空穴自氧化，这降低了光稳定性，并易将有毒重金属(Cd²⁺)释放到环境中，造成二次污染。且前述复合催化剂的光生载流子复合速率快、电子传输能力差及光催化降解性能差。

发明内容

针对以上现有技术中的问题，本发明提供了一种片状CeO₂/UIO-66-NH₂复合光催化材料，并进一步提供了该片状CeO₂/UIO-66-NH₂复合光催化材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明具体通过以下技术方案实现：