金属铈掺杂Bi2O3可见光催化剂的制备

《金属铈掺杂Bi2O3可见光催化剂的制备》是一篇研究新型光催化剂材料的学术论文。该论文聚焦于通过金属元素的掺杂，提升氧化铋（Bi2O3）在可见光下的催化性能。Bi2O3作为一种重要的半导体材料，因其独特的物理化学性质，在光催化领域具有广泛的应用前景。然而，传统的Bi2O3在可见光下的催化活性较低，限制了其实际应用。因此，研究者们尝试通过引入金属元素进行掺杂，以改善其光响应范围和催化效率。

论文中详细介绍了金属铈（Ce）掺杂Bi2O3的制备方法。实验采用水热法和溶胶-凝胶法相结合的方式，成功合成了不同浓度的Ce掺杂Bi2O3样品。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段对样品的晶体结构、形貌及粒径进行了表征。结果表明，Ce的掺杂并未破坏Bi2O3的晶格结构，反而在一定程度上促进了晶粒的均匀生长，提高了材料的结晶度。

为了评估Ce掺杂Bi2O3的光催化性能，论文设计了一系列光催化降解实验。实验选用罗丹明B（RhB）作为目标污染物，在可见光照射下观察其降解效率。结果表明，与未掺杂的Bi2O3相比，Ce掺杂后的样品表现出显著增强的光催化活性。其中，Ce含量为1.0 mol%的样品表现出最佳的催化性能，其降解率在90分钟内达到95%以上。这表明Ce的掺杂有效拓宽了Bi2O3的光响应范围，并提高了光生电子-空穴对的分离效率。

此外，论文还探讨了Ce掺杂对Bi2O3能带结构的影响。通过紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析发现，Ce的掺杂使得Bi2O3的吸收边发生红移，说明其对可见光的吸收能力得到增强。同时，电化学测试结果表明，Ce掺杂后材料的光电流密度显著提高，表明其载流子迁移能力增强，有利于光催化反应的进行。

论文进一步分析了Ce掺杂Bi2O3的稳定性及循环使用性能。实验结果显示，在多次循环使用后，催化剂仍保持较高的催化活性，说明其具有良好的稳定性和重复使用性。这为实际应用提供了有力支持。

综上所述，《金属铈掺杂Bi2O3可见光催化剂的制备》这篇论文系统地研究了Ce掺杂对Bi2O3光催化性能的影响，揭示了掺杂机制及其对材料结构和性能的优化作用。该研究不仅为开发高效可见光催化剂提供了新的思路，也为相关领域的基础研究和应用拓展奠定了理论和技术基础。