CeO2改性CuTiO2及其光催化降解2,4-二氯苯氧乙酸研究.pdf

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1、2011年1月钟金莲等．CeO改性Cu／TiO2及其光催化降解2，4一二氯苯氧乙酸研究33CeO2改性Cu／TiO2及其光催化降解2，4一二氯苯氧乙酸研究钟金莲周小庆罗序中张宁(赣南师范学院化学与生命科学学院，赣州341000)【摘要】采用不同浸渍方式，用稀土氧化物CeO对Cu／TiO：催化剂进行改性，制备了(cu—Ce)／TiOCe—Cu／TiO2和Cu—Ce／TiO2催化剂。采用x射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、傅里叶拉曼光谱(丌一l~man)、氢程序升温还原(H：一11PR)以及电化学等技术对制备的催化剂进行了表征。将制备的催化剂在紫外灯照射下对2，4一二氯苯氧

2、乙酸(2，4一DPA)溶液进行光催化降解，用荧光光度计和紫外可见分光光度计分别测定2，4一DPA溶液的荧光强度和紫外吸收强度，判断催化剂的光催化性能。结果表明，3种催化剂的催化活性比未改性的Cu／TiO2催化剂都有一定的提高，浸渍方式对催化剂的催化活性影响显著，其中采用分浸法先浸渍ce(NO，)再浸渍Cu(NO)制备的cu—Ce／TiO2催化剂活性最好。[关键词]稀土氧化物二氧化铈浸渍催化剂光催化降解随着现代工业的发展，环境污染问题日趋严转移特性，能充分分离光致电子和空穴，使催化剂重。保护环境和地球上有限的资源，最好的办法在紫外或近紫外的光吸收能力增强，促进催化反是不产生污染

3、物。为此，应从产生这些污染物的应的进行。江西省赣州地区有较大的稀土储存化学反应本身去寻找治理环境污染的途径。环境量，所以我们选择铈的氧化物作为改性剂。本文污染问题主要集中体现在水和大气的污染，采用报道了采用稀土氧化物CeO：对Cu／TiO：催化剂光催化技术来治理染料工业废水有很好的前进行改性，并将改性催化剂用于2，4一二氯苯氧景¨。由于光催化反应吸收光子能量，其反应乙酸(2，4一DPA)光催化降解反应的研究。速度比单纯的催化反应更快】，因而近年来光催1实验部分化剂在环境保护领域中的应用得到广泛重视【6】。1．1改性催化剂的制备Cu／TiO催化剂具有光催化降解有机物的能首先采用

4、溶胶凝胶法【1制备载体TiO：，然后力，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、采用共浸法和分浸法制备3种催化剂。染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和(1)采用共浸法制备的催化剂标记为燃料油等很快地完全氧化为CO，HO等无害物(Cu—Ce)／TiO。制备步骤：用硝酸铜和硝酸铈质。但Cu／TiO的活性不高，所以，人们尝试采的混合溶液浸渍'rio载体24h，然后在红外灯下用不同途径对Cu／TiO：催化剂进行改性，以提高烘干，500oC下焙烧2h，然后用H2／N：混合气在其催化活性。据文献报道，稀土氧化物具有300oC下还原7hop得。多晶相型、强吸附性与稳定性等特点，是

5、很好的结(2)采用分浸法，先浸cu再浸Ce制备的催构助剂和电子助剂，在催化剂中加入稀土氧化物化剂标记为Ce—Cu／TiO。制备步骤：先用硝酸具有以下作用：(1)稳定原子氧化价，(2)增加催铜浸渍TiO载体24h，然后在红外灯下烘干，化剂的贮氧能力，(3)增加催化剂的热稳定性(包500℃下焙烧2h；再用硝酸铈溶液浸渍24h，红外括抑制催化剂与载体的化学反应、抑制载体发生相变、抑制活性组分的烧结、有利于催化剂的分收稿日期：2010—07—21。作者简介；钟金莲，硕士，助教，主要从事教学及光催化方面散)，(4)提高催化剂选择性等作用。的研究。稀土氧化物CeO具有2种价态(Ce和通讯

6、作者：罗序中，0797—8393630，luoxuThons,~yahoo．COf1．cno基金项目：江西省自然科学基金资助项目(2008GZH0012)；ce¨)，这种可变价态使得CeO具有很好的电子赣南师范学院自然科学研究基金资助项目(08kyzl2)；江西省教育厅青年科学基金项目(GJJ10234)。石油化工进展ADVANCE第。12卷一第’1期’ASINFINEPETROCHEMICALS灯下烘干，500℃下焙烧2h，最后用H：／N2混合影响催化活性的主要因素。气在300℃下还原7hl~l得。表1催化剂的比表面积数据(3)采用分浸法，先浸ce再浸Cu制备的催化剂标记为

7、Cu—Ce／TiO：。制备步骤：先用硝酸铈浸渍TiO：载体24h，然后在红外灯下烘干，500oC下焙烧2h；再用硝酸铜溶液浸渍24h，红外灯下烘干，500℃下焙烧2h，最后用5％H2／N2混2．2XRD谱图分析合气300℃还原7h即可。图1为制备的改性催化剂的XRD谱。由图1．2催化剂的表征1可知，对于Cu—Ce／TiO2和(Cu—Ce)／TiO2催1．2．1比表面积(BET)测定化剂，在衍射角为43．3。和52．0。处附近均出现了采用Micrometrics公司的ASAP2020比表面Cu的特征峰，说