1.一种铈、碳共掺杂氧化锌的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
1)取0.1-5g的Zn(NO3)2·6H2O溶于4-40mL的去离子水中,再往其中加入一定量的Ce(NO3)3·6H2O,使Ce3+与Zn2+的物质的量之比为1-7%,于15-30℃下,磁力搅拌使Ce3+与Zn2+混合均匀,且使溶液澄清、透明;
2)取2-20g的2-甲基咪唑溶于5-100mL的去离子水中,于15-30℃下,磁力搅拌使之成为均匀透明溶液;
3)把含Ce3+与Zn2+的混合溶液逐滴滴加至2-甲基咪唑溶液中,于15-30℃下,搅拌20-
40min后,再静置10-30min,混合体系经高速离心、无水乙醇洗涤3-5遍、50-80℃烘干后获得含铈、锌-2-甲基咪唑配合物;
4)将铈、锌-2-甲基咪唑配合物置于管式炉内,首先在氮气中,以2-5℃/min升温速率升温至300-600℃,然后在空气中恒温30-50min,再在氮气保护下恒温2-3h,最后自然冷却至室温,获得铈、碳共掺杂氧化锌材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,是先使0.1-5g的Zn(NO3)2·6H2O溶于1-40mL的去离子水中,再往其中加入一定量的Ce(NO3)3·6H2O,通过搅拌溶解,使混合溶液透明澄清。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,Ce3+与Zn2+的物质的量之比为1-7%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,是使2-20g的2-甲基咪唑溶于5-100mL的去离子水中,形成透明溶液。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,是把含Ce3+与Zn2+的混合溶液逐滴滴加至2-甲基咪唑溶液中,通过磁力搅拌使Ce3+、Zn2+均匀分散于2-甲基咪唑中,通过2-甲基咪唑中N上孤对电子与Ce3+、Zn2+中空轨道的配位作用,形成含Ce3+、Zn2+、2-甲基咪唑的固体配合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,Ce3+与Zn2+是同时通过配位键与2-甲基咪唑结合,使Ce3+与Zn2+均匀包裹在2-甲基咪唑中,高温煅烧时,2-甲基咪唑起到分散剂作用,使产物不易团聚,利于纳米颗粒形成。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,含Ce3+与Zn2+混合溶液、2-甲基咪唑溶液是在15-30℃下配置而成,且在15-30℃下使Ce3+与Zn2+混合溶液滴加至2-甲基咪唑溶液中。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,首先是在氮气中,以2-5℃/min升温速率升温至300-600℃,使2-甲基咪唑高温分解成为碳、氮、氢及其相关化合物,然后再在空气中恒温30-50min,利用空气中的氧气部分氧化去除2-甲基咪唑高温分解的碳,同时使氧气与铈、锌结合成氧化铈和氧化锌。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在上述制备过程中,是在300-600℃条件下,于氮气恒温保护2-3h,目的是保存余留下来的碳,提高催化剂对污染物的吸附量,同时使部分碳与氧、铈、锌形成化学键,利于光生电子传输,高效分离光生电子与空穴;此外,在300-600℃条件下,于氮气恒温保护2-3h可使氧化铈和氧化锌结晶完善,从而获得铈、碳共掺杂的氧化锌材料。