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1、CeO2纳米纤维的制备及性能表征CeO2属于典型的萤石型立方相氧化物，该结构中有许多立方体 空隙，通常被称为敞型结构。作为一种重要的功能型材料，由于其独 特的性质，CeO2被广泛应用于氧化还原反应中，在机械、催化、电 化学和光学等领域有着重要的应用价值1-4。本文采用静电纺丝技术制备了 CeO2纳米纤维，并采用XRD、 SEM对纤维的结构及形貌进行了表征，采用甲基橙作为目标降解物， 对CeO2纤维的催化性能进行了研究。1实验称取适量硝酸铈用去离子水溶解，搅拌直至完全溶解，另外称取 少量PVP（K-88）加入无水乙醇中，搅拌直至完全溶解，然后将两种 溶液混合，继续搅拌至完全混合均匀，即得到均匀、
2、透明且有一定粘 度的前驱体溶液。将前驱体溶液放置到静电纺丝仪器的注射器中，在 注射器针头和接收器分别加上电压，调节电压大小，即可在接收器的 铝箔上收集到复合纤维。将复合纤维置于马弗炉中煅烧，分别在 500C。、800C。、1000C。、1200C。保温2h，最终得到淡黄色固态样品。将甲基橙用去离子水充分溶解得到甲基橙溶液，然后取100mL 甲基橙溶液置于锥形瓶，将锥形瓶放入25C的恒温水浴中，搅拌下 加入0.20g制得的CeO2纳米纤维，分别在反应1h、3h、24h后测试 溶液的吸光度值。另外称取0.20g购买的工业用CeO2粉末作为CeO2 纳米纤维催化降解的对比实验。2实验结果与讨论2.1
3、 SEM分析图1为复合纤维在不同温度下煅烧所得的CeO2样品的SEM照 片。当煅烧温度为500C时，纤维分布好，表面光滑，且直径很均匀 （图1（a）；当煅烧温度为800C。时，纤维直径也较为均匀（图1 （b）；但是当煅烧温度达到1000C时，虽然样品仍能保持一维纳米 纤维结构，但纤维表面变得粗糙，且直径不均匀（图1（c）；当煅烧 温度升高到1200C。时，样品的形貌发生了很大的变化，一维纳米纤 维结构几乎完全消失，转变成颗粒状（图1（d）。因此，在煅烧温度 为500C时能得到形貌最好的CeO2纳米纤维。图4为CeO2纳米纤维催化作用下甲基橙溶液在不同催化剂作 用下的紫外光谱图。其中，（a）为初
4、始甲基橙溶液的紫外光谱图,（b）、（c）分别为CeO2纳米纤维和工业用微米级CeO2颗粒降解后的甲 基橙溶液的紫外光谱图。由图中可以看出，CeO2纳米纤维和工业用 微米级CeO2粉末对甲基橙溶液均有催化降解作用，但CeO2纳米纤 维的催化降解作用比工业用微米级CeO2粉末明显很多。计算得出加 CeO2纳米纤维经过3h搅拌后降解率为48%，而加工业用微米级CeO2 粉末经过3h搅拌后降解率为15%。实验表明，CeO2纳米纤维的催化降解作用优于工业用微米级 CeO2粉末。这是因为，当CeO2的粒径减小到纳米级时，表面原子 迅速增加，光吸收效率提高，使光生载流子的浓度增大，而且CeO2 纳米纤维的比表面积非常大，甲基橙的吸附量增加，从而增大了降解 反应的几率。因此，CeO2纳米纤维的催化活性远大于微米级CeO2 粉末，表现出优异的催化降解作用。3结论本文采用静电纺丝的方法成功制备了立方相多晶CeO2纳米纤 维，当煅烧温度为500C时，纤维形貌最好，表面光滑，且直径很均 匀。紫外光谱分析表明，静电纺丝制备的CeO2纳米纤维和工业用微 米级CeO2粉末对甲基橙均有催化降解作用，CeO2纳米纤维对甲基 橙的催化降解作用优于工业用微米级CeO2粉末。
