[发明专利]一种磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂，其特征在于所述磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂包括纳米四氧化三铁内核，包裹所述纳米四氧化三铁内核的二氧化硅中间层，以及负载于二氧化硅中间层上的二氧化铈活性组分；所述磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂中，四氧化三铁、二氧化硅、二氧化铈的质量比为1：0.3~0.8：3~5。

2.如权利要求1所述的磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）利用滴定水解法制备纳米四氧化三铁颗粒；

（2）将步骤（1）中得到的纳米四氧化三铁颗粒加入0.5~1mol/L的柠檬酸三钠溶液中，分散均匀后，60~70℃温度下、氮气保护下搅拌5~10小时，磁性分离、得沉淀a洗涤后烘干得到改性的纳米四氧化三铁颗粒；

（3）A、将改性的纳米四氧化三铁颗粒加入到乙醇和水的混合液中，分散均匀后，加入质量百分浓度20~30%的氨水和正硅酸乙酯，在60~70℃温度下搅拌2~4小时后，磁性分离、得沉淀b洗涤后烘干；重复上述步骤A至二氧化硅与纳米四氧化三铁颗粒的质量比为0.3~0.8:1，制得二氧化硅包裹的纳米四氧化三铁颗粒；所述乙醇和水的体积比为4~5:1；所述氨水和正硅酸乙酯的体积比为1:1；

（4）B、将二氧化硅包裹的纳米四氧化三铁颗粒加入到0.05~0.1mol/L的硝酸亚铈溶液中，分散均匀后，搅拌下滴入0.5~1mol/L氢氧化钾溶液，在室温下搅拌2~4小时后，磁性分离、得沉淀c洗涤后烘干，所得烘干粉末再于500~550℃，氮气保护下煅烧2~3小时；重复上述步骤B至二氧化铈与纳米四氧化三铁颗粒的质量比为3~5：1，制备得到所述磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂；所述氢氧化钾与硝酸亚铈的物质的量之比5~6:1。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤（1）按以下方法操作：在氮气保护条件下，60~70℃温度条件下，搅拌下向硝酸钾和氢氧化钾的混合溶液中滴加0.2mol/L的FeSO₄溶液，所述混合溶液中，硝酸钾浓度0.2~0.3mol/L，氢氧化钾浓度0.2~0.3mol/L；所述硝酸钾的浓度与氢氧化钾的浓度相同；加入的FeSO₄的物质的量与氢氧化钾的物质的量之比为1:5~6；滴完后搅拌反应4~5小时后，磁性分离、沉淀洗涤后烘干，制得所述纳米四氧化三铁颗粒。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤（3）中，所述正硅酸乙酯的体积用量以纳米四氧化三铁颗粒的质量计为2~10mL/g。

5.如权利要求1所述的磁性纳米二氧化铈臭氧催化剂在催化臭氧降解有机废水中的应用。