文献综述
中空纳米材料与其它结构相比,具有低密度、高比表面积和高渗透性,以及明确的活性位点和可调传质速率等特点。由于其独特的结构,引起了广泛关注。因此,在各种新兴研究领域中,如光、催化、化学传感器、锂离子电池(LIBs)、质子交换膜燃料电池等方面[1-4]展现出优异的性能。如今,已经开发出多种合成方式制备不同形貌的中空结构,例如,蛋黄壳[5]、多层[6]、孔状[7]结构等。一般来说,根据形状导向剂可分为四类:软模板方法、硬模板方法、自模板方法和无模板方法[5,8-10]等。
CeVO4为四方锆石型结构,由于含有4f电子轨道,使其具有较复杂的电子结构以及多样化的跃迁模式。因此CeVO4纳米材料在光学、电学、磁学等方面[11-13]具有特殊的性能,使其在气体传感器[14]、润滑添加剂[15]、催化剂[16]等领域得到了广泛应用。目前研究人员已经开发出微波辐射[17]、声化学法[18]、水热路线[11,18-21]等方法,获得了不同形貌的CeVO4纳米结构[13,19-21]。从催化剂的角度来讲,与传统结构相比,中空微/纳米结构密度低、具有多活性位点和高表面反应性,反应物接触更充分,渗透性更好,对有机污染物的光降解[11]是具有高期望的实际应用。因此,空心CeVO4微/纳米结构的物理化学性能更优异。研究可调空心的CeVO4空心微球的可控合成有重要意义。
近年来,研究人员致力于发展更温和、环保和低成本的合成方法。由于氨基酸具有无毒性和生物相容性,氨基酸辅助途径已被广泛使用,氨基酸或其他生物分子通常作为结构导向剂,从而改变微/纳米结构的形貌。氨基酸辅助制备各种纳米材料的应用已有不少[22],比如,制备硫化物纳米材料、金属纳米线、氧化物纳米材料以及稀土氟化物纳米发光材料等[23-25]。这些观察结果表明L-Asp作为结构引导剂,是控制产品形貌的关键因素。氨基酸辅助可以为合成具有均匀尺寸和可控形貌的无机微/纳米材料提供方法。氨基酸辅助的热液路线,这种温和的水热法不需要任何硬模板或软模板,减少了从产品中去除模板所需的程序和成本,因此是一种更简便的合成方法。在本课题中,我们将使用L-Asp辅助,采用简单的水热法,调节L-Asp的量和反应时间,选择性合成空心CeVO4微球,并研究其在紫外灯光下的光催化活性。
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