入烘箱中，温度设置为75°C，进行水热反应，24小时后取出。
[0047] ⑤、待反应釜的温度冷却后，取出反应产物，用蒸馏水和95%乙醇洗涤数次直到用 AgN(V^液在滤液中检测不到Cl (无沉淀）为止。
[0048] ⑥、将抽滤得到的产物放在坩埚里，再次放入烘箱中，温度设置为80°C，24小时后 取出。
[0049] ⑦、取出来的产物用研钵研细，得到最终产物--Cu-Ce-ZrO2催化材料。
[0050] 实施例4
[0051] Zn-Ce-ZrO2催化材料的制备：
[0052] ①、称取 9. 6675g 的 ZrOCl2 · 8Η20、1· OOOOg 的 C19H42BrN、0. 3600g 的 ZnCl2和 I. 0674g的Ce(SO4)2 · 4H20倒入容量为150mL的烧杯中，并加入IOOmL蒸馏水，搅拌。
[0053] ②、加入少量无水乙醇，接着滴加28%氨水，直至溶液的pH值为7~8时停止滴 加。
[0054] ③、磁力搅拌器搅拌2小时，超声1小时，均勾混合。
[0055] ④、将溶液倒入IOOmL反应釜中（注意填充体积不能超过总体积的3/4)，密封，放 入烘箱中，温度设置为75°C，进行水热反应，24小时后取出。
[0056] ⑤、待反应釜的温度冷却后，取出反应产物，用蒸馏水和95%乙醇洗涤数次直到用 AgN(V^液在滤液中检测不到Cl (无沉淀）为止。
[0057] ⑥、将抽滤得到的产物放在坩埚里，再次放入烘箱中，温度设置为80°C，24小时后 取出。
[0058] ⑦、取出来的产物用研钵研细，得到最终产物--Zn-Ce-ZrO2催化材料。
[0059] 以下对实施例1~4制备的目标产物分别选用X射线粉末衍射（XRD)、场发射扫描 电子显微镜（⑶-SEM)、傅立叶转换红外光谱仪（FT-IR)、热重分析仪（TG-DTA)和粒度分析 仪（granulometer)对其结构、形貌以及组成等参数进行表征。
[0060] 图1中a~d曲线依次是实施例1~4制备的目标产物的X-射线衍射图谱，通 过图1可以看出每个组分在33°左右都有一个较强烈的峰，这个峰一般为四方相锆的特征 峰，没有看到Cu、Zn和Ce的特征峰，是因为这些元素很好的分散在二氧化锆中。
[0061] 图2a~图2d依次是实施例1~4制备的目标产物的扫描电子显微镜照片，通过 图2可以看出分别掺杂了 Cu和Zn和Ce、Cu和Zn、Cu和Ce以及Zn和Ce的载体表面由众 多的细小颗粒组成，具有更丰富的表面结构，由此证明，掺杂的元素越多，晶粒表面积越大， 掺杂金属元素有效的避免了颗粒的团聚。
[0062] 图3中a~d曲线依次是实施例1~4制备的目标产物的红外光谱图，通过图3 可以看出在1405cm1、1625cm1和2360cm 1这些位置上的吸收峰可以认为是复合在纯ZrO2上的Cu、Zn、Ce以及其氧化物材料伸缩振动时产生的特征吸收峰。通过从图中可以发现 这三种元素或者它们的氧化物已经复合在纯ZrO2的表面，而不是游离在它的周围，使得 Cu-Zn-Ce-ZrO2的稳定性得到加强，这与XRD分析结果是相符的。
[0063] 图4是实施例1制备的目标产物的热重分析图，由图4可知道该样品失重分为三 个过程，从20~100°C主要失重的物质是一些杂质，在100~200°C之间主要是样品中的结 晶水和一些碱式化合物脱去水，这样所以下降速率变慢了。200~300°C之间缓慢变化是 因为在该温度范围内没有可失去的物质，或者说有微量的物质挥发出来，同时在这个阶段 一些金属原子进入骨架中去了，在300~400°C之间忽然物质变化快是因为实验配方中的 C19H42BrN(CTAB)煅烧出来了，在400°C之后样品基本没有变化是因为晶体构型逐步完成，同 时剩下的都是稳定性物质，以上分析都与红外和XRD很好的对应起来。
[0064] 图5a~图5d依次是实施例1~4制备的目标产物的粒度分布曲线，由此可 知Cu-Ce_Zr02、Cu-Zn-ZrO2这两种颗粒的粒度在100~165nm左右而且分布范围较窄， Zn-Ce-Zr02、Cu-Zn-Ce-ZrO2的粒度最大，分布范围也较宽。
[0065] 光催化实验
[0066] 首先配制20mg/L的甲基橙溶液放在容量瓶中备用，用烧杯量取60mL配置好的甲 基橙溶液，并称取2mg实施例1、3制备的目标产物以及纯ZrO2样品，将样品倒入溶液中，在 黑暗环境下超声并搅拌30min，然后取5次放入离心管中（总共15个样），剩余的也放入其 他离心管中，作为空白实验，盖子盖上，贴上标签，在紫外照射灯下进行催化降解。灯照过程 中，分别在〇. 5h、2h、5h之后在每5个里面各取出一支，避光。IOh之后将进行过光照的样品 与空白实验对比颜色，若颜色变弱则说明加入的样品对甲基橙有催化作用，颜色深浅变化 程度标志着催化性的强弱。
[0067] 根据各个时间点测得的吸光度，算出降解率I ，其中A。为所 测样品最初吸光度，A为所测样品最终吸光度），以时间为横坐标，降解率为纵坐标，画图。
[0068] 结果如图6所示，由此可知Cu-Zn-Ce-ZrO2粉体的催化效果最好，在紫外灯下照5h 后甲基橙的降解率达95%以上。而以Cu-Ce-ZrO2S催化剂降解甲基橙时，降解率也将近 有80%，因此，本发明制备的一系列催化材料均具有光催化效果，均能够有效提高光催化性 能。
【主权项】
1. 一种Cu-Ce-ZrO2催化材料的制备方法，其特征在于步骤如下： ① 、称取 9. 6675g 的 ZrOCl2 ? 8H20、1. OOOOg 的 C19H42BrN、0. 4501g 的 CuCl2 ? 2H20 和 I. 0674g的Ce (SO4) 2 ? 4H20倒入容量为150mL的烧杯中，并加入IOOmL蒸馏水，搅拌； ② 、加入少量无水乙醇，接着滴加28%氨水，直至溶液的pH值为7~8时停止滴加； ③ 、磁力搅拌器搅拌2小时，超声1小时，均勾混合； ④ 、将溶液倒入IOOmL反应釜中，密封，放入烘箱中，温度设置为75°C，进行水热反应， 24小时后取出； ⑤ 、待反应釜的温度冷却后，取出反应产物，用蒸馏水和95%乙醇洗涤数次直到用 AgN(V^液在滤液中检测不到Cl为止； ⑥ 、将抽滤得到的产物放在坩埚里，再次放入烘箱中，温度设置为80°C，24小时后取 出； ⑦ 、取出来的产物用研钵研细，得到最终产物--Cu-Ce-ZrO2催化材料。
【专利摘要】一种Cu-Ce-ZrO2催化材料的制备方法，涉及新型纳米催化材料技术领域。称取ZrOCl2·8H2O、C19H42BrN、CuCl2·2H2O和Ce(SO4)2·4H2O倒入烧杯中，并加入蒸馏水；加入少量无水乙醇，接着滴加氨水，直至溶液的pH值为7～8；磁力搅拌，超声均匀混合；将溶液倒入反应釜中，密封，放入烘箱中进行水热反应；反应产物用蒸馏水和95％乙醇洗涤数次，将产物放在坩埚里，再次放入烘箱中干燥；取出来的产物用研钵研细，得到Cu-Ce-ZrO2催化材料，它具有光催化活性高、热稳定性好、粉末分散性高等优点，可完美应用于催化材料领域。
【IPC分类】B01J23/83
【公开号】CN105148931
【申请号】CN201510651742
【发明人】阳杰, 管航敏, 刘俊生, 许晓强, 李萌, 程继海, 王章彪
【申请人】合肥学院
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年10月9日