Page 105 - 《精细化工》2021年第4期

第 4 期 文晓慧，等: p-n 异质结 CuO-CeO 2 的制备及其丙酮气敏性能 ·739·

图 4 纯 CeO 2 、纯 CuO 和样品Ⅱ的 UV-Vis 谱图（a）及 图 5 样品Ⅱ的 XPS 全谱（a）、Ce 3d（b）、Cu 2p（c）
2
其禁带宽度与(ahv) 的关系（b） 和 O 1s（d）分谱
Fig. 4 UV-Vis spectra of pure CeO 2 , pure CuO and sample
Ⅱ(a); relationship between band gap width and Fig. 5 XPS full spectrum of sampleⅡ(a), Ce 3d(b), Cu
2
(ahv) (b) 2p(c) and O 1s(d)

2.1.4 XPS 分析 由图 5a（样品Ⅱ的 XPS 全谱）可以看出，样品
XPS 是分析物质表面化学性质的一项技术，可 Ⅱ中含有 Ce、Cu 和 O 元素，说明成功制备出
以测量材料中的元素组成、元素化学态和电子态。
CuO-CeO 2 复合材料。由图 5b（Ce 3d）看出，图中
采用 XPS 研究样品Ⅱ表面元素组成和化学价态，结
4+
U‴、U″、U、V‴、V″和 V 对应 Ce 3d 3/2 和 3d 5/2 ，U′
果如图 5 所示。 3+ [22]
和 V′对应 Ce 的 3d 3/2 和 3d 5/2 ，说明样品Ⅱ中存

4+
3+
在 Ce 和 Ce 。由图 5c（Cu 2p）可见，Cu 2p 3/2 的结
合能出现在 932.9 eV，Cu 2p 1/2 结合能出现在 952.6 eV。
2+
在 942.8 eV 出现的卫星峰是 Cu 特征峰的信号 [23-24] ，
表明样品Ⅱ中 Cu 元素以 CuO 的形式存在。由图 5d
（O 1s）可见，在 528.9 eV 处的峰为晶格氧特征峰 [25] ，
531.0 eV 处的峰为样品Ⅱ的吸附氧特征峰。XPS 的
结果进一步证实在 CuO-CeO 2 复合材料中 CuO 与
CeO 2 共存，这与 XRD 结果吻合良好。
2.1.5 BET 分析
采用 BET 研究纯 CeO 2 和样品Ⅱ的比表面积和
孔径分布，纯 CeO 2 和样品Ⅱ的 N 2 吸附-脱附等温线
和孔径分布如图 6 所示。
由内插图可知，纯 CeO 2 和样品Ⅱ平均孔径分别
为 85 和 36 nm 左右，均具有介孔结构。由 N 2 吸附-
脱附等温线可知，两个样品均属于 H1 回滞环和Ⅳ
型等温线 [26] 。根据 BET 数据得出，纯 CeO 2 和样品
2
Ⅱ的比表面积分别为 19 和 38 m /g，样品Ⅱ的比表
面积大于纯 CeO 2 ，复合材料比表面积的提高有利