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以枫叶为模板合成分级多孔氧化铈材料及其催化性能

         
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摘要

Hierarchical porous ceria with nanocrystalline was successfully synthesized using maple leaf as a bio-template. Unique biomorphic microstructures were characterized by Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), transmission electron microscope (TEM) and nitrogen absorption-desorption technique. The obtained ceria material shows the repetitious biomimetic structure consisting of the stoma porous about several urn and nanopores with 2-4 nm apertures. The small crystal grain (6-8 nm) and the high specific surface area (64.4 m2/g) of porous CeO2 are detected by wide-angle X-ray diffraction (XRD), high resolution TEM (HRTEM) and the BET method. The catalytic property is evaluated by the oxygen storage/release capacity (OSC). The test confirms that hierarchical porous material possesses more surface active oxygen than nonporous ceria does. While the concentration of acid fuchsine is 40 mg/L, the porous sample has a higher decoloring rate in a shorter time than others. The decoloring rate can reach 100% after decolored for 300 min. The investigation infers that the hierarchical porousceria exhibits better catalytic activity and higher adsorptive capacity in dye wastewater purification due to smallercrystallite size, higher surface area and enhanced OSC.%以枫叶为生物模板合成了由纳米颗粒构成的分级多孔氧化铈材料.采用场发射电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气脱吸附技术表征了材料的独特生物形态微结构,其仿生结构是由复制气孔得到的微米孔和复制细胞孔得到的2～4 nm的小孔构成.通过广角X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和BET计算发现多孔氧化铈具有很小的晶粒(6～8 nm)和较大的比表面积(64.4 m2/g).利用化学储氧量(OSC)评价了样品催化性能,结果表明:分级多孔氧化铈比无孔氧化铈含有更多的表面活性氧.当将材料用于酸性品红脱色反应,由于分级多孔氧化铈材料的颗粒小,比表面积大和化学储氧量高,其在染料废水净化处理时具有较好的催化活性和吸附能力,到300 min时脱色率可达到100％.

著录项

  • 来源
    《无机材料学报》 |2012年第1期|69-73|共5页
  • 作者

    陈丰; 陈志刚; 钱君超; 刘成宝; 王炜;

  • 作者单位

    江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013;

    山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;

    江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013;

    山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;

    苏州科技学院江苏省环境功能材料重点实验室,苏州215011;

    苏州科技学院化学与生物工程学院,苏州215011;

    江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013;

    山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;

    山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;

    苏州科技学院江苏省环境功能材料重点实验室,苏州215011;

    苏州科技学院化学与生物工程学院,苏州215011;

    江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013;

    山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 化学元素与无机化合物;无机质材料;
  • 关键词

    氧化铈; 分级多孔; 生物模板; 催化活性;

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