[发明专利]一种新型二氧化铈、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种新型二氧化铈、制备方法及应用。在制备过程中，用超声波处理一段时间，得到二氧化铈，制备方法，包括以下步骤：S1将硝酸铈溶解在水中，再加入镁粉，超声波处理一段时间，反应得到二氧化铈沉淀物；S2离心分离出二氧化铈沉淀物；S3烘干,得到淡黄色二氧化铈粉末。本发明制备方法简单易操作，不使用大型设备,无需高温处理；制备的二氧化铈对四环素类兽药废水的光催化降解效率高，相比商业二氧化铈来说，其降解能力提升3‑5倍。

技术领域

本发明涉及二氧化铈制备技术领域，具体为一种新型二氧化铈、制备方法及其在四环素类兽药废水处理中的应用。

背景技术

近年来,全球许多地区都检测出抗生素,种类也呈现越来越多的趋势，抗生素的生态风险引起了人们的广泛关注，四环素(TC)是一种典型的抗生素，由于其能够治疗细菌性疾病，被广泛应用到药物和饲料添加剂中，在抗生素生产和使用中排名第二。但是，只有很小一部分四环素会被人或动物吸收代谢，其余全部以排泄物或本身存在于环境中，对生态系统造成严重威胁，因此去除多余四环素，保护环境刻不容缓。研究表明半导体光催化剂可以利用太阳能对四环素进行彻底降解，无二次污染，可长效多次使用。因此，寻找高效的半导体光催化剂是解决四环素污染引起的环境问题的关键。

二氧化铈以其无毒性,制备方法简单,高储氧能力,化学性质稳定等特性而备受关注。铈是稀土元素中最丰富的元素，因此二氧化铈的来源十分丰富。与传统的催化剂二氧化钛光相比,二氧化铈得益于其易氧化还原的特性而拥有更多的活性位点,有利于提升光催化反应活性。

对于市面上销售的商业二氧化铈来说，其用于降解四环素时降解效率不能令人满意，为此，我们提出一种新型二氧化铈制备方法解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种新型二氧化铈、制备方法及应用，在制备二氧化铈过程中，超声波处理一段时间，制得的二氧化铈在光催化降解四环素时比商业应用的二氧化铈降解效率提升几倍，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型二氧化铈，在制备过程中，经过超声波处理一段时间，得到超声波处理的二氧化铈。

一种新型二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：

S1将硝酸铈溶解在水中，再加入镁粉，超声波处理一段时间，反应得到二氧化铈沉淀物；

S2离心分离出二氧化铈沉淀物沉淀物；

S3烘干，得到淡黄色二氧化铈粉末。

进一步的，S1中，硝酸铈与镁的物质的量比为1：1。

进一步的，S1中，超声波功率为80-130W，处理时间为6-10h。

进一步的，S3中，烘干温度为60-75℃，处理时间为4-6h。

进一步的，一种新型二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：

S1将4mmol硝酸铈溶解在60mL水中，再加入4mmol镁粉，用100W的超声波处理6h，反应得到二氧化铈沉淀物；

S2离心分离出二氧化铈沉淀物沉淀物；

S3烘干，在60℃下处理6h，得到淡黄色二氧化铈粉末。

一种新型二氧化铈的应用，作为催化剂应用于光催化降解四环素废水中。

半导体光催化剂的催化原理：

光能够激发半导体中的电子，将电子从价带激发到导带生成光生电子，而价带中产生对应的光生空穴，电子和空穴分别扩散到半导体表面，在表面与不同的反应对象进行反应。光生电子具有还原性，空穴具有氧化性，这两种应能可以分别应用在不同的领域。

二氧化铈的催化原理：