水熱法合成柏拉圖多面體CeO2及其光催化性能分析

孟凡明，蘇琳峰，鞏金峰，杜 贊，朱戴根

(安徽大學 物理與材料科學學院，安徽 合肥 230601)

使用水熱法，190 ℃下反應2，5，10，20 h制備4組納米CeO2樣品.對納米CeO2樣品的微觀結構、比表面積、能隙、光催化能力進行表征，分析合成樣品的反應時間與光催化性能的關系.實驗結果表明：CeO2樣品的微觀結構為柏拉圖多面體中的正八面體，且具有兩端開口的圓柱形微孔，樣品的能隙寬度隨反應時間的變化而變化；CeO2樣品的最高光催化效率為20.65%；影響光催化能力的因素中，樣品分散性的影響最大.

納米CeO2；柏拉圖多面體；水熱法；反應時間；光催化性能

近年來，越來越多的湖泊和河流中出現了富營養化現象，如何治理被污染的水源成為十分迫切的問題.水源富營養化現象是指水源中的有機物含量遠高于一般水平，光催化降解是最有效、最環保的方法.早在1972年， Fujishima等[1]利用TiO2電極進行了光電分解水制氫的實驗，從此，TiO2被認為是很好的光催化劑.然而，TiO2具有很多不足，如較寬的禁帶、較低的太陽能利用率[2]等.與TiO2相比，CeO2的催化活性高、穩定性強、普適性好，對人體無害，可在常溫常壓下工作，最重要的一點，是其適用于低濃度污染物的治理，且廉價易得[3-5].最初，通過CeO2可抑制TiO2的相變，且將吸收帶移動到450 nm處[6].隨后，研究人員將CeO2作為單獨的光催化劑，且探究合成方法[7-8]、樣品粒徑[9]、光源[10]、溶液pH值[11]等對其光催化性質的影響.筆者通過水熱法，190 ℃下反應2，5，10，20 h制備4組CeO2樣品，表征樣品的微觀結構、光催化性能，詳細分析樣品的微觀特性與……