[发明专利]一种铈离子掺杂钆酸铋光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铈离子掺杂钆酸铋光催化材料的制备方法，包括稀土溶液的配置，前驱体的制备、干燥，以及煅烧过程。按照Ce_xB_i(1‑x)GdO₃的化学计量比分别将Bi₂O₃和Gd₂O₃溶于浓硝酸中，将Ce(NO₃)₃·6H₂O溶解在少量蒸馏水中，混合上述三种溶液，加入十二烷基苯磺酸钠，制成透明的稀土溶液；在不断搅拌的情况下用氨水作为矿化剂调节溶液pH值，生成乳白色絮状沉淀，将带有沉淀的溶液在室温陈化3小时，过滤沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，干燥后得到前驱体粉末；之后在一定温度下煅烧一定时间，得到Ce_xB_i(1‑x)GdO₃粉体。本发明提供了一种共沉淀法制备Ce_xB_i(1‑x)GdO₃粉体材料的方法，该方法工艺简单，制备的Ce_xB_i(1‑x)GdO₃粉体具有纯度高、晶体大小均匀、光催化特性高等优点，在光催化领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及光催化材料的制备技术领域，更具体的说是涉及一种铈离子掺杂钆酸铋(Ce_xBi_(1-x)GdO₃)光催化材料的制备方法。

背景技术

光催化被认为是一种净化和处理污染水体和空气的高效技术，但传统的光催化材料TiO₂只能吸收紫外光，可见光利用效率不高。钙钛矿结构Gd-Bi复合氧化物对可见光照射响应，Gd在基态中有一个占据4d轨道，光激发会导致复合氧化物中Bi的6s²的孤对电子向其d轨道发生电荷转移，使钆酸铋成为优良的可见光催化剂。

有研究表明，可以利用Gd₂O₃和Bi₂O₃的固态粉末在高温下煅烧制得BiGdO₃材料。这种方法虽然简单易行，但容易造成组分分布不均匀，烧制的晶体容易形成缺陷等问题。液相法制备的粉体粒径小分散性好，显微组织均匀等优点，现已成为研究的热点。液相法通常分为共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等，但是目前还没有利用共沉淀法制备BiGdO₃的相关文献记载。另外，Ce³⁺掺杂可在BiGdO₃晶格中引入缺陷或改变其离子价态，减少光生载流子的复合几率，并产生局域化的电子态，在禁带中引入相应的电子态的能级，扩展材料对光的吸收范围，增加材料的光催化效率，具有巨大的经济价值。

因此，如何提供一种共沉淀法制备铈离子掺杂钆酸铋光催化材料的方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种共沉淀法制备铈离子掺杂钆酸铋光催化材料的方法。该方法工艺简单，制备出的Ce_xBi_(1-x)GdO₃粉体具有纯度高、晶体大小均匀、光催化特性高等优点，在光催化领域有广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铈离子掺杂钆酸铋光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照Ce_xBi_(1-x)GdO₃的化学计量比分别将Bi₂O₃和Gd₂O₃溶于浓硝酸中，将Ce(NO₃)₃·₆H₂O溶解在少量蒸馏水中，混合上述三种溶液，加入十二烷基苯磺酸钠作为分散剂，得到透明稀土溶液；