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CeO2作为稀土家族中一种重要的化合物,具有许多独特的性质,已被用作固体氧化物燃料电池的电极材料、化学机械抛光等研磨材料等。近年来,CeO2又被用在汽车尾气净化及水污染处理方面。利用纳米CeO2光生强氧化剂,可以将空气或水中的烃类、卤代物、羧酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等彻底氧化为H2O、CO2等小分子。最近的研究结果表明,利用过渡金属与纳米CeO2复合,可以改善CeO2的光电化学性能。 本论文采用尿素水解法,以硝酸铈为基本原材料,在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)软模板存在下制备了束状纳米CeO2.在此基础上采用共沉淀法制备了多种纳米CeO2复合物。采用扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、紫外-可见光谱(UV-vis)、红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等现代测试手段对产物进行了表征,研究了所得产物的光催化活性,讨论了不同因素对光催化活性的影响。 论文主要内容如下: 1. CeOHCO3和CeO2纳米结构的制备及其光学性质研究 首先以CTAB为软模板在水溶液中合成了香瓜型CeOHCO3颗粒,然后通过在450℃煅烧CeOHCO3制得束状CeO2纳米棒。热重分析和差热分析结果表明,由CeOHCO3到CeO2的转变过程为吸热反应。通过SEM、XRD分析,发现斜方晶相的CeOHCO3颗粒由大量尺寸在几十到100 nm的纳米短棒构成,立方晶相的CeO2纳米棒是由直径约为15 nm的颗粒组成。通过UV-vis和PL分析,研究了CeOHCO3和CeO2的光学性质,得知CeO2和CeOHCO3的禁带宽度分别为2.70 eV和3.87 eV。另外,利用除草剂莠去津为目标分解物,研究了所得产物的光催化性质。 2. CuO/CeO2复合物的制备及其催化性质研究 以CTAB为模板,采用共沉淀法合成制备了CuO/CeO2复合物,分别用TEM、XRD、FT-IR、UV-Vis对其进行了表征。