李佩欣,辛 浪,宋 佳，杨爱云，崔 娟，殷春浩

(1.西安交通工程学院公共课部，西安 710300； 2.中国矿业大学材料与物理学院，徐州 221116)

0 引 言

ZnO半导体材料是一种良好的光催化材料，但由于其存在光能利用率低、催化剂稳定性差、光生载流子的复合率较高等缺点，对ZnO材料的光催化效果产生很大的影响。众多的研究结果表明[1-3]，一方面可通过减小ZnO的晶粒尺寸来提高其光催化活性，另一方面可通过某些光谱响应范围较宽的元素对其进行改性，达到拓宽光谱吸收范围的目的。近些年对ZnO材料的掺杂改性研究很多，雷博程等[4]通过GGA+U法在ZnO中掺入(La、Ce、Pr、Nd)，获得了电子能级更小、光催化能力更高的材料；黄礼丽等[5]通过稀土钕掺杂ZnO得到光催化效果更高的催化剂；黄秋梅等[6]、钟伟等[7]通过掺杂稀土金属Sm和Ce获得了光催化活性更高的催化剂，但是他们均未对其光催化机理进行更为详细的解释。本文在先前课题组研究成果的基础上，通过溶胶凝胶法制备了稀土金属Ce3+掺杂的ZnO复合粉体材料，并通过电子顺磁共振技术对其光催化机理进行了详细的解释。

1 实 验

1.1 Ce∶ZnO复合光催化剂的制备

(1)研磨好的前驱物二水合乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和硝酸铈(Ce(NO3)3·6(H2O))按一定的比例加入到45 mL的无水乙醇(CH3CH2COOH)中，再将其置于磁力搅拌仪上进行搅拌(溶液A)；

(2)将二乙醇胺(C2H7NO，稳定剂)和乙醇按照一定比例混合均匀(溶液B)后置于分液漏斗中，控制流速，使溶液B逐滴滴入到持续搅拌的溶液A中，待混合溶液变得透明，均匀后，将其置于50 ℃的水浴锅中继续搅拌1 h，最终得到稳定的溶胶液；……