[发明专利]一种ZnO-CeO2

权利要求书

1.一种ZnO-CeO₂/纳米石墨阴极电催化降解抗生素废水的方法，其特征在于所述方法为：以ZnO-CeO₂/纳米石墨为阴极，商用DSA（钛涂钌）为阳极，采用恒电流电催化法对难生物降解的抗生素废水进行降解；所述的ZnO-CeO₂/纳米石墨阴极是以白钛网为基体，ZnO-CeO₂/纳米石墨材料为催化层。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述恒电流电解法中，恒电流密度为15~35mA/cm²，抗生素（诺氟沙星）废水的浓度为10~20mg/L，Na₂SO₄电解液浓度为0.1mol/L，电极间距为3~5cm，废水的溶液pH范围为3~6，电解时间为120分钟，以上所有参数都可以进行优选。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述ZnO-CeO₂/纳米石墨的制备：首先，纳米石墨的制备是以200目的天然鳞片石墨为原材料，将其与高氯酸和高锰酸钾混合均匀后，放置在水浴锅中反应40分钟，反应结束后置于60℃烘箱中烘干，可得到石墨层间化合物，将石墨层间化合物用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次，洗去杂质后，在60℃烘箱中烘干后得到可膨化石墨。

4.通过热剥离法，将可膨化石墨放入微波炉中，微波膨化20s得到膨胀石墨，将制备好的膨胀石墨溶于无水乙醇中搅拌形成均匀的悬浮液，将溶液置于超声波清洗机中超声12h，烘干后即可得纳米石墨。

5.其次，ZnO-CeO₂/纳米石墨复合材料通过溶剂热-烧结法制备，具体过程如下：将0.467g的Ce(NO₃)₃·6H₂O溶于100mL无水乙醇中，搅拌15分钟后加入3g纳米石墨和适量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP），再次充分搅拌后将溶液置于反应釜中，160℃保持18h，冷却至室温后，把得到的黑色复合物用去离子水和无水乙醇各清洗三遍，60℃烘干后得到CeO₂/纳米石墨。

6.ZnO-CeO₂/纳米石墨催化剂可通过湿润浸渍法制备，将0.458g的Zn(NO₃)₂·6H₂O和3g的CeO₂/纳米石墨放入100mL无水乙醇中，充分搅拌浸渍后置于60℃烘箱中干燥。

7.将得到的物质放置于马弗炉中，350℃下热处理3小时，冷却后取出即可得到ZnO-CeO₂/纳米石墨。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述ZnO-CeO₂/纳米石墨阴极，其通过以下步骤制备得到：

（1）白钛网预处理：将白钛网置于碱液（碱液由5g氢氧化钠、5g磷酸钠与5g碳酸钠溶于250mL蒸馏水中配置得到）中，在80~90℃水浴中煮30分钟，用蒸馏水将不锈钢网冲洗干净；再用0.1mol/L的盐酸溶液浸泡30分钟后取出，用蒸馏水将白钛网表面冲洗干净，自然晾干得到预处理的白钛网；

（2）ZnO-CeO₂/纳米石墨电极制备：将ZnO-CeO₂/纳米石墨材料置于烧杯中，65℃恒温水浴，酌量滴加无水乙醇润湿，再连续缓慢的滴加10%的PTFE（聚四氟乙烯）乳液和无水乙醇，直至混合物成半凝固状态。

9.将ZnO-CeO₂/纳米石墨膏体涂抹覆盖在白钛网的两侧，放置于锟压机上锟压成条状，使得材料附着于白钛网两侧，可通过不断缩小双锟间距来反复锟压，使复合材料与白钛网结合紧密；后将压制好的电极在沸水中煮30分钟，放入60℃烘箱内烘干备用；如电极有起泡现象，则需要重新压制。