[发明专利]一种Pt@CeO2/SBA-15复合光催化剂的制备方法与用途

说明书

本发明属于环境保护材料制备技术领域，提供一种Pt@CeO₂/SBA‑15复合光催化剂的制备方法与用途。本发明包括(1)CeO₂/SBA‑15催化剂的制备；(2)Pt@CeO₂/SBA‑15复合催化剂的制备；本发明制备的Pt@CeO₂/SBA‑15复合光催化剂用于降解废水中的2,4‑二氯苯酚；本发明所述的制备方法简单、不会造成资源浪费与二次污染的形成，是一种绿色环保高效污染处理技术。

技术领域

本发明属于环境保护材料制备技术领域，涉及一种Pt@CeO₂-SBA-15复合光催化剂的制备方法及其用途。

背景技术

氯酚作为有机化合物，被广泛应用于杀菌剂、木材预处理、染料、药物、除草剂等方面。工业中大量使用氯酚，是导致水污染的主要来源。大多数氯酚类化合物具有高毒性、致突变、致癌性、高持久性和环境中生物积累的特点，对人类健康具有巨大的潜在风险。因此，在许多国家，氯酚已被列为重要的优先污染物，2，4-二氯苯酚(DCP)是一种重要的有机化工中间产品，主要应用于生产农药，医药产品，助剂产品和增塑剂等，是一种有毒，生物难解降的有机污染物，又由于其化学性质稳定，不易被分解，容易在水中和土壤中富集，越来越多的这些化合物进入水体不仅会造成严重的水污染，而且会降低水质，并会给饮用水安全带来严重的问题。因此，寻求合理的处理方法来去除它们至关重要的。

酚类废水处理方法有氧化法(如臭氧氧化法)，物化法，生物法和光催化法。其中，半导体光催化还原法作为一种环境友好型，绿色无污染的处理技术被广泛应用。此外，半导体光催化剂在化工生产、能源转化、超级电容器和环境处理等方面引起了广泛的关注。一些新型半导体材料，如铋系半导体催化剂、碳基化合物、稀土氧化物、石墨烯基化合物、负载分子筛型光催化剂等，已发展为具有优良的光催化活性。CeO₂作为稀土氧化物，具有独特的4f电子结构，较高的热稳定性和化学稳定性，近几年来收到人们的关注。由于CeO₂具有氧空位(O_v)，在氧化还原条件下，氧空位(O_v)开始在表面上形成，这伴随着相邻Ce⁴⁺离子还原成Ce³⁺。这种还原被认为有利于氧空位形成。此外，Ce³⁺和氧空位(O_v)可以作为许多催化反应的活性位点，提高光催化活性。但是，CeO₂特别易于团聚，不利于与目标物充分接触，因此可以通过引入载体来提高其分散性。

SBA-15介孔材料具有高度有序的孔道结构、大的比表面积和孔径分布。利用其孔径来增加扩散速度，能够取得更好的催化效果。因此，可以用来作为新的催化剂或者催化剂载体。通过引入SBA-15模板，使CeO₂分布在模板孔道内外表面，参与光降解2,4-二氯苯酚的作用。通过制备含铂纳米粒子的复合光催化剂来降解去除水体中的有机污染物也成为目前研究的热点。而目前还没有此类催化剂用于降解2,4-二氯苯酚。

发明内容

针对目前现有技术的空白，本发明通过引入贵金属，一方面增加电子的转移速率，降低光激电子-空穴对的重组率；另一方面，利用贵金属的局域表面等离子体共振效应提高光源利用率。本发明以煅烧法为技术手段，制备出Pt@CeO₂-SBA-15复合光催化剂并用于光降解2,4-二氯苯酚。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的。

一种Pt@CeO₂/SBA-15复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤

(1)CeO₂/SBA-15催化剂的制备：