论文部分内容阅读
YiO2是一种优良的半导体材料,在太阳能电池、光催化、空气净化方面有着广泛的应用。稀土元素具有独特的4f亚层电子结构,与半导体材料复合可以改进其性能。目前报道较多的是关于稀土掺杂半导体材料的光催化性质,对于其电化学性质研究的很少。本文采用溶胶-凝胶法,制备出多种CeO2复合物,采用扫描电子显微镜(SEM)、Ⅹ-射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-vis)等对产物的结构和组成进行了表征,探讨了复合物的形成机理,研究了产物的电化学发光性质和光催化性质。论文主要内容如下:1. TiO2/CeO2复合薄膜的制备及其电化学性质研究首先利用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,然后掺杂一定量的Ce(NO3)3·6H2O,采用浸渍提拉的方法,经过不同的煅烧温度得到TiO2/CeO2复合薄膜。利用SEM、XRD、UV、FTIR等测试手段对他们的形貌、晶型等性质进行表征。同时,通过循环伏安法(CV)对合成薄膜的电化学发光(ECL)性质进行对比研究,考察不同pH的电解质溶液对其ECL结果的影响。研究表明:TiO2/CeO2复合薄膜的电化学发光性能相比较单纯薄膜有很大的提高,不同煅烧温度对于复合薄膜的形貌和电化学性质有较大的影响。结果显示:在200℃下煅烧1h后,再于450℃下煅烧1h,所得样品具有较好的ECL性质。2. TiO2/CeO2复合粉末的制备及其电化学性质研究以Ce (NO3) 3·6H2O为铈源,通过氨水沉淀法得到黄色的CeO2粉末。在溶胶-凝胶法制备YiO2溶胶时,加入一定量的上述CeO2粉末,经过干燥、煅烧、研磨以得到淡黄色的TiO2/CeO2复合粉末。利用SEM、XRD等现代分析测试手段对所得的产物进行表征,利用循环伏安法研究TiO2/CeO2复合粉末电化学发光性质。实验研究了不同的扫描范围,不同pH的电解质溶液,以及粘合剂nafion对ECL性质的影响,结果表明:不同扫描范围、不同pH的电解质溶液,所得ECL不同,适当的nafion浓度可以将样品很好地固定在玻碳电极上。对于样品产生的两个峰ECL1与ECL2,通过控制所加电位研究了它们的发光机理。结果表明:ECL1为电化学发光峰,ECL2伴随有化学发光峰。3. CeO2/GO纳米复合物的制备及其光催化性质研究以Ce (NO3)3·6H2O为铈源,通过氨水沉淀法首先得到黄色的Ce02粉末,然后通过混合法制备掺杂氧化石墨烯(GO)的CeO2/GO复合物。产物用扫描电镜、X射线粉末衍射和固体紫外可见光谱进行表征。在太阳光照下测定了产物对亚甲基蓝溶液的光催化降解效果。结果表明:GO可以大大增强CeO2/GO复合物对亚甲基蓝的光催化效果。