[发明专利]一种夹层状氧化锌-氧化铈复合纳米粒子的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种夹层状氧化锌‑氧化铈复合纳米粒子的制备方法及其应用，所述方法包括以下步骤：将硝酸铈溶于蒸馏水配制溶液A，NaOH溶于蒸馏水配制溶液B，取一定量溶液B均匀滴加到溶液A中，进行磁力搅拌，反应后得到前驱体C；将乙酸锌溶于蒸馏水配制溶液D，取一定量溶液B均匀滴加到溶液D中，进行磁力搅拌，反应后得到前驱体E；将溶液C和溶液E混合加入水热反应釜中，再放入烘箱中，在120‑180℃下反应5‑24h，冷却后水洗至中性，干燥得到所述复合纳米粒子，可用作光催化剂或紫外屏蔽材料。本发明制备工艺简单，可以解决现有单一催化剂催化效果差，复合催化剂制备工艺复杂，成本高的问题。

技术领域

本发明涉及材料制备及应用技术领域，具体涉及一种夹层状氧化锌-氧化铈复合纳米粒子的制备方法及其应用。

背景技术

ZnO是新一代直接带隙、宽禁带的Ⅱ～Ⅵ族半导体材料，室温下的禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV。ZnO纳米材料作为优良的半导体材料，同时又具有纳米材料所特有的物理、化学特性，因而它有着广阔的应用前景。CeO₂是一种稀土氧化物材料,纳米CeO₂具有优越的功能特性，因而可以用作汽车尾气净化催化剂载体、集成电路芯片制作的化学机械抛光、传感材料以及燃料电池等方面。研究表明纳米复合材料的性能优于同组分的常规复合材料，因此，制备纳米复合材料是获取高性能材料的有效方法之一。C.R. Li等制备的CeO₂-ZnO复合纳米纤维在有机污染水处理方面有潜在应用；B.G.Mishra等制备的CeO₂含量低的CeO₂-ZnO复合氧化物催化剂对环己醇脱氢和氢转移反应表现出更高的催化活性；A.V.Rajgure等研究了用丝网印刷技术制造的基于水热法合成的CeO₂-ZnO复合材料的厚膜传感器，发现2wt％CeO₂-ZnO传感材料可作为乙醇传感器的敏感材料；L.Ji 研究了CeO₂掺杂对ZnO薄膜气敏特性的影响，掺9％CeO₂可大大高薄膜对乙醇和丙酮的灵敏度分别达35和40；M.Faisal在80℃低温合成由立方萤石结构的CeO₂和六角纤锌矿结构的ZnO复合而成的纳米结构。吖啶橙和亚甲蓝评估ZnO-CeO₂纳米结构的光催化活性，在170min内吖啶橙和亚甲蓝分别降解84.55％和48.65％。ZnO-CeO₂纳米结构对乙醇显示良好的灵敏度0.8331μAcm^-2(mol/l)^-1和短的响应时间10s，所有这些均表明能降解和有化学敏感性的ZnO-CeO₂纳米结构对ZnO-CeO₂体系光催化剂和化学传感器非常重要。制备ZnO-CeO₂复合材料的绝大多数方法所用设备、工艺路线比较复杂，即使用简单的湿化学方法，往往也需要模板或其他添加剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹层状氧化锌-氧化铈复合纳米粒子的制备方法及其应用，其制备工艺简单，可以解决现有单一催化剂催化效果差，复合催化剂制备工艺复杂，成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种夹层状氧化锌-氧化铈复合纳米粒子的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将硝酸铈溶于蒸馏水配制溶液A，NaOH溶于蒸馏水配制溶液B，取一定量溶液B，将溶液B均匀滴加到溶液A中，在60-80℃下磁力搅拌，反应0.5-2h得到前驱体C；

(2)将乙酸锌溶于蒸馏水配制溶液D，取一定量溶液B，将溶液B均匀滴加到溶液D中，在60-80℃下磁力搅拌，反应0.5-2h得到前驱体E；

(3)将溶液C和溶液E混合加入水热反应釜中，再放入烘箱中，在120-180℃下反应5-24h，冷却后水洗至中性，干燥得到所述一种夹层状氧化锌-氧化铈复合纳米粒子。