[发明专利]CeO2

说明书

本发明涉及压电催化技术领域，具体公开了CeOsubgt;2/subgt;/ZIF‑67在压电催化中的应用，通过简单地原位生长，成功地构建了CeOsubgt;2/subgt;/ZIF‑67催化剂。通过复合CeOsubgt;2/subgt;能增强金属有机框架ZIF‑67的压电效应，提高载流子的传输能力，从而提高其压电催化性能。特别是，在CeOsubgt;2/subgt;与ZIF‑67的比例在1:60的情况下，六价铬在40分钟内还原，为构建高活性压电催化剂提供了有效的策略。

技术领域

本发明属于压电催化技术领域，具体涉及一种CeO₂/ZIF-67催化剂在压电催化中的应用。

背景技术

近几十年来，随着现代工业的快速发展，环境污染已成为主要问题。最近，基于压电材料的压电催化，正在成为解决环境问题的渐进策略。当施加机械力时，压电材料会在催化剂表面两侧产生极化的正负电荷，并在随后形成内置电场，使电子和空穴分离，从而抑制载流子的复合。虽然在压电催化剂的创新上做了很多努力，但大多数压电催化剂仍存在压电极化弱和催化活性位点不足的问题，这严重制约了压电催化的性能。因此，开发新的提高压催化效率的策略，对于实现压催化的突破至关重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种CeO₂/ZIF-67催化剂在压电催化中的应用，金属-有机骨架(metal-organic frameworks,MOF)材料由有机配体与金属离子自组装而成，具有超大比表面积、高孔隙率、高过渡金属含量、低密度、化学结构可调等特点。这些有前景的性能促使研究人员将这些材料应用于催化、电化学和氧化反应。通常，具有铁电性能的MOF材料可用于压电催化过程。本发明选用特定比例的ZIF-67负载CeO₂，获得的CeO₂/ZIF-67催化剂用于压电催化还原六价铬，表现出超高的压电催化降解效率，达到去除工业废水中有机污染物和重金属离子的目的。

为了实现本发明目的，所采用的具体技术方案为：

CeO₂/ZIF-67催化剂在压电催化中的应用，用于压电催化还原六价铬，其中CeO₂/ZIF-67催化剂应用方法包括：将CeO₂/ZIF-67催化剂加入六价铬盐溶液中，于暗态条件下使CeO₂/ZIF-67催化剂充分吸附六价铬，然后进行压电催化反应。

进一步的，CeO₂/ZIF-67催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将CeO₂分散在甲醇中，超声至均匀悬浮分散，然后进行搅拌，搅拌中加入pvp，分散均匀后(一般15分钟后)逐滴加入Co(NO3)2溶液，再将配置好的2-甲基咪唑溶液与之混合，充分搅拌分散后(一般搅拌1h)，室温静置至充分反应(一般静置12h左右)，收集、干燥得到白色粉末状的CeO₂/ZIF-67催化剂，CeO₂与添加的Co离子的摩尔比例为1:30-120，优选1:60。

作为优选：静置时间为12-14h。其合成条件简单且易于操作、快速高效、节能环保，稳定性好等特点。

CeO₂/ZIF-67催化剂制备中的纯化步骤包括：，通过离心收集白色沉淀物，用甲醇和去离子水洗涤数次，然后真空下干燥过夜，得到白色粉末。

进一步的，干燥温度为45～65℃，干燥时间为12～16h。

进一步的，所述压电催化反应在光照和超声条件下进行，超声功率为240W，反应时间40min。