[发明专利]一种层状CeO2-x

说明书

本发明公开了一种层状CeOsubgt;2‑x/subgt;材料及其制备方法和应用，属于材料制备和光催化氧化VOCs技术领域。本发明将Ce(NOsubgt;3/subgt;)subgt;3/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O、NaCl、Csubgt;6/subgt;Hsubgt;12/subgt;Nsubgt;4/subgt;和(NHsubgt;4/subgt;)subgt;2/subgt;Ssubgt;2/subgt;Osubgt;8/subgt;溶于水中，随后在惰性气体保护下进行加热并冷凝回流得到悬浮液，再经过洗涤、离心、干燥、研磨、焙烧，自然冷却后即得层状CeOsubgt;2‑x/subgt;材料。经试验，本发明提供的层状CeOsubgt;2‑x/subgt;材料表面的氧空位浓度高，有良好的光吸收能力和高效的光生载流子分离效率，能产生更多的活性氧自由基攻击污染物分子，更彻底地去除VOCs。本发明制备工艺简便，设备简单，所用原料廉价易得，可大规模生产，在光催化氧化VOCs方面具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于材料制备和光催化氧化VOCs技术领域，具体涉及一种层状CeO_2-x材料及其制备方法和应用。

背景技术

室内家具、装修建材、厨房油烟等释放的挥发性有机化合物(VOCs)具有浓度低，释放时间长等特点，会通过皮肤接触、呼吸道摄入、消化道摄入等方式进入人体直接影响人体健康。因此，发展高效消除室内VOCs的环境修复技术是非常重要和迫切需要的。近年来，光催化氧化因其条件温和、效率高、副产物少，被认为是一项具有广阔实际应用前景的控制技术。

层状双氢氧化物(LDH)是一类重要的二维层状纳米尺寸材料，其主层板、层间阴离子组成和晶体结构可以灵活调控，还可以在原子尺度上调节活性中心的结构(晶面、缺陷等)，并且其层板上的金属以原子级的方式均匀摆布，使得活性位点高度分散，这些结构特点使LDH成为具有潜在应用前景的新型催化材料体系。LDH纳米片通过高温焙烧可以得到物理化学性质比较稳定的层状金属氧化物(LMO)纳米片。LDH焙烧过程中，由于水分子的去除、层间阴离子的分解会使得到的LMO纳米片具有一定的纳米孔、结构的缺陷。这些纳米孔和表面缺陷不仅可以作为反应物分子合适的吸附位点，还可以调节带隙能，降低反应的活化势垒，从而提高污染物分子的转化效率。目前，超薄的LMO材料由于能暴露更多的活性位点已被广泛开发应用于VOCs的光催化氧化降解。众所周知，二氧化铈(CeO₂)是一种n型半导体，其丰富的表面氧缺陷、4f电子跃迁、中等带隙(Eg＝2.92eV)、抗光辐射和优异的储氧容量，有利于对VOCs、O₂和水分子的吸附和活化，是一种理想的VOCs消除的光催化剂。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高效、环境友好且具有良好活性和稳定性的层状CeO_2-x光催化剂。本发明所要解决的另一技术问题在于提供前述层状CeO_2-x光催化剂的具体制备方法。本发明最后所要解决的技术问题在于提供前述层状CeO_2-x光催化剂的具体应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种层状CeO_2-x材料的制备方法：将Ce(NO₃)₃·6H₂O、NaCl、C₆H₁₂N₄和(NH₄)₂S₂O₈溶于水中，随后在惰性气体保护下进行加热并冷凝回流得到悬浮液，再经过洗涤、离心、干燥、研磨、焙烧和冷却后，即得层状CeO_2-x材料。

进一步地，所述的层状CeO_2-x材料的制备方法，具体包括以下步骤：