Ce-ZnO@TiO_(2)纳米薄膜的制备及其光催化性能研究

将低温常压水热法制备的ZnO纳米花通过稀土Ce掺杂和TiO_(2)纳米纤维原位固定,自组装形成ZnO@TiO_(2)和Ce-ZnO@TiO_(2)宏观薄膜,以罗丹明B和甲基橙为降解底物,搭建循环光催化反应装置,研究薄膜材料的光催化活性。实验结果表明,Ce-ZnO,ZnO@TiO_(2)和Ce-ZnO@TiO_(2)复合物的光催化活性分别是单纯ZnO的1.6倍,1.4倍和1.9倍。由此可见,Ce的掺杂和ZnO/TiO_(2)异质结的形成,都将提高材料的光催化活性,而且产品的宏观膜形态便于回收重复利用。

Ce掺杂与结构优化策略提高ZnO光催化性能

采用简单的温和水热法制备了具备特殊形貌的ZnO纳米花材料,并对其进行了稀土Ce掺杂,利用SEM、XRD、EDX、N2吸附–脱附、紫外可见分光光度法等手段对催化剂进行了表征,并研究了其对罗丹明B光催化降解的动力学性能和机理。结果表明,ZnO纳米花催化反应速率是普通ZnO纳米结构的2.6倍,掺杂了2%的Ce-ZnO催化反应速率比掺杂前又提高了1.6倍,说明催化剂结构优化和稀土元素掺杂的功能修饰策略可有效提高ZnO的光催化活性。