低浓度Zr4+添加CeO2的溶剂热合成及对储氧能力的影响

摘要

以水合硝酸铈为铈源、四氯化锆为添加剂、乙二醇和水的混合溶液为溶剂,采用溶剂热法合成了铈的前驱体。铈前驱体的主要物相结构为Ce(HCOO)3,随后再经焙烧过程最终得到了一系列Zr^(4+)添加量的CeO_2粉末。Zr^(4+)的添加对CeO_2样品的形貌影响不大,当Zr^(4+)的添加量为9 mol.%时,CeO_2样品的相貌仍旧能够保持片层状结构。值得注意的是,7 mol.%Zr^(4+)添加的CeO_2样品的比表面积略低于未添加Zr^(4+)的CeO_2样品。考察了Zr^(4+)的添加量对CeO_2粉末吸附酸性橙7染料的影响。随着Zr^(4+)添加量的增加,CeO_2样品对酸性橙7的吸附效率逐渐增加,在当Zr^(4+)的添加量为7 mol.%时,CeO_2样品对酸性橙7的吸附效率最高,在10和60min的吸附效率分别为90.85和97.60%,相比于未添加Zr^(4+)的CeO_2样品分别提高了33.25和24.14%。此外,还考察了Zr^(4+)添加对CeO_2粉末储氧能力的影响。相比于未添加Zr^(4+)的CeO_2粉末,不同Zr^(4+)添加量的CeO_2粉末在储氧能力方面均有不同程度的提高,其中当Zr^(4+)的添加量为7 mol.%时,其储氧能力达到了最大(0.282 mmol/g),相比于未添加Zr^(4+)的CeO_2粉末提高了90.54%。对酸性橙7吸附性能的提高以及储氧能力的增加,可能归因于Zr^(4+)的引入改变了CeO_2晶体的表面化学状态,进而有利于吸附酸性橙7和储氧能力的提高。