[发明专利]一种CoO-CeO2

说明书

本发明提供了一种CoO‑CeO₂光催化剂及其制备方法和应用，涉及环境催化技术领域。本发明提供的制备方法包括如下步骤：将钴盐、铈盐、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇加入水中溶解得到前驱体溶液，将前驱体溶液转入反应釜中进行水热反应，反应产物经干燥、焙烧后即得所述CoO‑CeO₂光催化剂。本发明制备的CoO‑CeO₂光催化剂对可见光具有很好的响应能力，且催化活性高，因此，在利用其处理含四环素废水时，无需特殊的光源，降低了处理废水的运行成本。

技术领域

本发明涉及环境催化技术领域，特别涉及一种CoO-CeO₂光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

四环素类抗生素被广泛应用于医药工业和畜牧业，在治疗人类和畜禽疾病、促进畜禽生长方面发挥着重要作用。但四环素在自然界中很稳定，在自然环境中难以降解，具有生态毒性。因此，探索高效降解四环素的方法一直受到广泛的关注。

目前在降解四环素的技术中，光催化技术具有很强的竞争力。为了降低运行成本，光催化剂必须对太阳光具有良好响应能力，保证其能在太阳光下完成催化降解四环素的过程。二氧化钛是常用的光催化剂，但由于其禁带宽度较大，只有近紫外部分的太阳光能被利用，导致其对太阳光的响应很差。

新的光催化剂，如二氧化铈的光催化特性已引起关注，如专利 CN107321355A中，将硝酸铈与表面活性剂加入水中，混合搅拌，并加入碳酸铵溶液，混合搅拌，产生沉淀，所得的沉淀物经洗涤、干燥后，再煅烧，研磨成粉，得到了具有较好性能的纳米二氧化铈光催化剂。专利CN110152711A 将六水合氧化铈加入到丁胺、甲苯的混合溶液中，所得混合溶液经水热处理后，再将反应产物煅烧，得到CeO₂纳米晶，对四环素具有催化降解功能。但这些催化剂光催化降解四环素的效率太低，性能有待提高，因此，对CeO₂进行修饰改性，提高其催化性能是一项很有意义的研究。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种CoO-CeO₂光催化剂及其制备方法和应用，旨在解决目前的催化剂光催化降解四环素效率低的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种CoO-CeO₂光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将钴盐、铈盐、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇加入水中溶解得到前驱体溶液，将前驱体溶液转入反应釜中进行水热反应，反应产物经干燥、焙烧后即得所述CoO-CeO₂光催化剂。

采用本发明技术方案制备的CoO-CeO₂光催化剂对可见光具有很好的响应能力，且催化活性高，因此，在利用其处理含四环素废水时，无需特殊的光源，降低了处理废水的运行成本。

作为本发明所述CoO-CeO₂光催化剂的制备方法的优选实施方式，所述钴盐和所述铈盐中，钴原子与铈原子的摩尔比为Co∶Ce＝0.5％-5％。

发明人经过研究发现，原料中钴原子与铈原子采用上述摩尔比例时，制备的CoO-CeO₂光催化剂对四环素具有更高的降解率。

作为本发明所述CoO-CeO₂光催化剂的制备方法的优选实施方式，所述钴盐包括硝酸钴、氯化钴、硫酸钴中的至少一种，所述铈盐包括硝酸铈、三氯化铈、硫酸铈中的至少一种。

作为本发明所述CoO-CeO₂光催化剂的制备方法的优选实施方式，所述乙二醇与所述铈盐的质量比为乙二醇∶铈盐＝32-40。

发明人经过研究发现，原料中乙醇和铈盐采用上述质量比时，制备的 CoO-CeO₂光催化剂对四环素具有更高的降解率。