CN106315658B - 一种功能化氧化铈的制备方法 - Google Patents
一种功能化氧化铈的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106315658B CN106315658B CN201610707203.3A CN201610707203A CN106315658B CN 106315658 B CN106315658 B CN 106315658B CN 201610707203 A CN201610707203 A CN 201610707203A CN 106315658 B CN106315658 B CN 106315658B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- orange peel
- cerium oxide
- filtrate
- hours
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 24
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 abstract 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 abstract 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000980 acid dye Substances 0.000 description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 8
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- SJEYSFABYSGQBG-UHFFFAOYSA-M Patent blue Chemical compound [Na+].C1=CC(N(CC)CC)=CC=C1C(C=1C(=CC(=CC=1)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=C1C=CC(=[N+](CC)CC)C=C1 SJEYSFABYSGQBG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M sodium bicarbonate Substances [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- CQPFMGBJSMSXLP-ZAGWXBKKSA-M Acid orange 7 Chemical compound OC1=C(C2=CC=CC=C2C=C1)/N=N/C1=CC=C(C=C1)S(=O)(=O)[O-].[Na+] CQPFMGBJSMSXLP-ZAGWXBKKSA-M 0.000 description 1
- 101001094887 Ambrosia artemisiifolia Pectate lyase 1 Proteins 0.000 description 1
- 101001123576 Ambrosia artemisiifolia Pectate lyase 2 Proteins 0.000 description 1
- 101001123572 Ambrosia artemisiifolia Pectate lyase 3 Proteins 0.000 description 1
- 101000573177 Ambrosia artemisiifolia Pectate lyase 5 Proteins 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006052 Chinlon® Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种功能化氧化铈的制备方法：首先，取一定量自然风干的橘子皮，用手撕碎后与蒸馏水混合，在水浴加热条件下作用一定时间后再冷却至室温，过滤去除橘子皮获得滤液；然后静置滤液，取上层清液置于聚四氟乙烯内衬中，再向清液中加入一定量的三价铈盐，水浴中磁力搅拌；再调节铈盐与清液混合体系为碱性，向其中加入氧化剂，使Ce3+转化为Ce4+，经磁力搅拌后，混合体系变为棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在一定温度的烘箱中水热反应一定时间后，经过滤、水洗、烘干后获得功能化氧化铈粉体。
Description
技术领域
本发明属于功能化氧化物固体材料制备技术领域，特别涉及一种功能化氧化铈的制备方法。
背景技术
酸性染料是一类结构上带有酸性基团的水溶性染料，在酸性介质中进行染色。它们大多数含有磺酸钠盐，能溶于水，色泽鲜艳、色谱齐全；主要用于羊毛、蚕丝和锦纶等染色，也可用于皮革、纸张、墨水等方面。因此，酸性染料用量较大。然而，在生产过程中，会有1-2％的酸性染料进入废水中，导致水体及土壤污染，间接危害动植物及人体健康。因此，含酸性染料的废水在排放前必须进行有效处理，使其达到相应标准。
用于染料去除的主要方法有吸附法和催化降解法。由于吸附法只对染料进行相态转移(从液相到固相)，在吸附剂重复使用过程中存在二次污染，所以催化降解酸性染料应运而生。在所有的催化降解方法中，光催化降解是最有效的方法之一，因为它能利用光能，将酸性染料降解为无毒、无害的无机物，使其结构发生根本变化，且催化剂可重复使用。太阳光是取之不尽、用之不竭的光能，若能利用太阳光使酸性染料降解，将会极大程度降低成本，扩大应用规模。目前，使用的光催化剂中氧化物居多，因为它们性质性相对稳定，且对可见光有一定吸收。作为n型半导体，CeO2与TiO2都具有宽禁带(3.1eV左右)、无毒性、高稳定性等特点，但CeO2具有潜在可见光吸收(Fallah J E,Hilaire L,Romeo M,et al.,Effectsof surface treatments,photon and electron impacts on the ceria 3d core level,J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.,1995,73:89-103)、结构独特、Ce3+/Ce4+可逆转换等性能(Aneggi E,Boaro M,Leitenburg C D,et al.,Insights into the redoxproperties of ceria based oxides and their implications in catalysis,J.AlloyCompd.,2006,408-412:1096-1102)，因而在光催化领域(特别是利用可见光催化降解有机污染物方面)可发挥重要作用(Cai W,Chen F,Shen X,et al.,Enhanced catalyticdegradation of AO7 in the CeO2-H2O2 system with Fe3+doping,Appl.Catal.B:Environ.,2010,101:160-168；Ji P,Tian B,Chen F,et al.,CeO2 mediatedphotocatalytic degradation studies of CI acid orange 7,Environ.Technol.,2012,33:467-472)。
大量研究证明，染料在催化剂表面吸附量对催化效率起关键作用。为了提高催化剂的光催化效率，研究者往往采用相应方法提高催化剂表面吸附量。催化剂表面有机官能团，如羟基、羧基、氨基等对提高酸性染料吸附量十分有利。然而，在现有的专利或期刊文献中所报道的氧化铈基材料表面有机官能团大多被破坏，相关专利如下：
CN105236464A“一种零维氧化铈空心球的制备方法”中，公开了一种以十二烷基磺酸钠为乳化剂、NaHCO3为缓冲剂、甲基丙烯酸为介质、Ce(NO3)3为原料，通过高温(450-550℃)煅烧制备氧化铈的方法；
CN201510503083.0“一种稀土掺杂二氧化铈膜的制备方法”中，公开了一种以稀土硝酸盐为原料，氨水为沉淀剂，通过高温(320-400℃)煅烧阳极氧化件制备稀土掺杂二氧化铈的方法。
橘子为丰产水果，而橘子皮一般作为废弃物扔掉。研究证明橘子皮中富含黄铜、果胶、天然色素等有机成分，因而富含羧基、羟基等有机官能团，对酸性染料具有较强的作用力。因此，本专利以废弃橘子皮为原料，采用一定方式提取其中有效成分，使之与Ce(NO3)3充分作用，在一定条件下转化为功能化氧化铈材料。由于橘子皮中有效成分与氧化铈相互包裹，所以所合成的功能化氧化铈对酸性染料作用力增强，因而其光催化效率提高。本专利提供的制备方法简单、可操作性强、原料成本低且易得，所合成材料对相关酸性染料具有较高的去除效果，因而对环境保护可贡献一臂之力。截至目前，还未有专利及相关文献报道此方法，因此该专利具有原始创造性及实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种对酸性染料(以AO7、AR14为探针分子)具有高效去除效率的功能化氧化铈的制备方法。
为解决该技术问题本发明采用的技术方案如下：
一种功能化氧化铈的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1、取10-40g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与40-80ml的蒸馏水混合，在40-80℃水浴条件下作用6-10小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮获得滤液；
2、静置滤液6-12小时，取上层清液20-60ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入2-6g的Ce(NO3)3·6H2O，60-80℃水浴中磁力搅拌1-3小时；
3、在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为8-11，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 3-6ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌1-3小时，生成棕红色沉淀；
4、将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在90-120℃的烘箱中水热反应24-36小时，经过滤、水洗、50-80℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
在上述制备过程中，橘子皮是自然风干，并撕碎后与蒸馏水混合，并在水浴加热条件下提取其中有机物。
在上述制备过程中，橘子皮经提取有机物后，用纱布过滤去除橘子皮残渣，获得滤液。
在上述制备过程中，滤液须经静置一定时间，取上层清液与Ce(NO3)3作用，在碱性条件下经H2O2氧化成棕红色沉淀。
在上述制备过程中，功能化氧化铈固体物质是通过水热反应而获得的。
在本发明中，利用风干方式除去橘子皮中水分，然后与蒸馏水混合，通过水浴加热方式提取橘子皮中有效成分至水中。利用纱布过滤除去残渣，获得滤液。在本发明中，静置目的是让滤液分层，使较重的有机物沉至容器底部，而上层清液中富含水溶性有机物，取上层清液与Ce(NO3)3作用，在水浴加热下，使水溶性有机物与Ce3+充分接触。在本发明中，Ce3+转化为Ce4+是在氨水和NaHCO3混合碱介质中，利用H2O2氧化而成，并在碱性介质中生成Ce(OH)4沉淀。在本发明中，水热反应是使生成的Ce(OH)4沉淀转化为CeO2，并使其结晶完善。从XRD(附图1)可知，所合成产物在晶面(111)、(220)及(311)等处出现氧化铈的特征峰，证明合成产物为氧化铈。由于是在橘子皮提取的水溶性物质中合成，所以相应衍射峰较低，证明氧化铈被相应有机物所包裹。以合成产物为催化剂，对废水中AO7和AR14进行光催化，结果表明，所合成产物对AO7和AR14的降解效率十分明显(详见附图2)。此外，我们在纯水中进行对照实验，合成纯氧化铈产物，并研究它对AO7和AR14的光催化降解性能。结果表明，纯氧化铈的光催化降解效率低于橘子皮中水溶性有机物功能化氧化铈的，因为这些水溶性有机物中富含羧基、羟基等基团，易于AO7和AR14相结合，提高催化剂对AO7和AR14的吸附效率，从而提高其光催化效率。
综上所述，本发明所制备的功能化氧化铈合成方法简单、原料易得、成本低，且对相关酸性染料具有高效降解作用，因此在染料污水处理方面具有潜在应用价值。
附图说明
图1功能化氧化铈的XRD图
图2自然光照射下，氧化铈与功能化氧化铈对AO7(a),AR14(b)的去除效率(pH＝7,催化剂质量为0.1g，染料浓度为0.05mM，染料体积为50ml)
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的制备方法作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
取10g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与40ml的蒸馏水混合，在40℃水浴条件下作用6小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液6小时，取上层清液20ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入2g的Ce(NO3)3·6H2O，60℃水浴中磁力搅拌1小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为8，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 3ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌1小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在90℃的烘箱中水热反应24小时，经过滤、水洗、50℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例2
取10g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与60ml的蒸馏水混合，在60℃水浴条件下作用8小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液9小时，取上层清液40ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入4g的Ce(NO3)3·6H2O，70℃水浴中磁力搅拌2小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为9，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 5ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌2小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在100℃的烘箱中水热反应30小时，经过滤、水洗、70℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例3
取10g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与80ml的蒸馏水混合，在80℃水浴条件下作用10小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液12小时，取上层清液60ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入6g的Ce(NO3)3·6H2O，80℃水浴中磁力搅拌3小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为11，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 6ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌3小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在120℃的烘箱中水热反应36小时，经过滤、水洗、80℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例4
取25g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与40ml的蒸馏水混合，在40℃水浴条件下作用6小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液6小时，取上层清液20ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入2g的Ce(NO3)3·6H2O，60℃水浴中磁力搅拌1小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为8，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 3ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌1小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在90℃的烘箱中水热反应24小时，经过滤、水洗、50℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例5
取25g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与60ml的蒸馏水混合，在60℃水浴条件下作用8小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液9小时，取上层清液40ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入4g的Ce(NO3)3·6H2O，70℃水浴中磁力搅拌2小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为9，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 5ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌2小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在100℃的烘箱中水热反应30小时，经过滤、水洗、70℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例6
取25g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与80ml的蒸馏水混合，在80℃水浴条件下作用10小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液12小时，取上层清液60ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入6g的Ce(NO3)3·6H2O，80℃水浴中磁力搅拌3小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为11，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 6ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌3小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在120℃的烘箱中水热反应36小时，经过滤、水洗、80℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例7
取40g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与40ml的蒸馏水混合，在40℃水浴条件下作用6小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液6小时，取上层清液20ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入2g的Ce(NO3)3·6H2O，60℃水浴中磁力搅拌1小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为8，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 3ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌1小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在90℃的烘箱中水热反应24小时，经过滤、水洗、50℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例8
取40g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与60ml的蒸馏水混合，在60℃水浴条件下作用8小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液9小时，取上层清液40ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入4g的Ce(NO3)3·6H2O，70℃水浴中磁力搅拌2小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为9，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 5ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌2小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在100℃的烘箱中水热反应30小时，经过滤、水洗、70℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
实施例9
取40g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与80ml的蒸馏水混合，在80℃水浴条件下作用10小时再冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮残渣后获得滤液；静置滤液12小时，取上层清液60ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入6g的Ce(NO3)3·6H2O，80℃水浴中磁力搅拌3小时；在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为11，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 6ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌3小时，生成棕红色沉淀；最后将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在120℃的烘箱中水热反应36小时，经过滤、水洗、80℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
Claims (2)
1.一种功能化氧化铈的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)取10-40g自然风干的橘子皮，用手撕碎后与40-80ml的蒸馏水混合，在40-80℃水浴条件下作用6-10小时后冷却至室温，用纱布过滤去除橘子皮获得滤液；
2)静置滤液6-12小时，取上层清液20-60ml，置于聚四氟乙烯内衬中，然后向清液中加入2-6g的Ce(NO3)3·6H2O，60-80℃水浴中磁力搅拌1-3小时；
3)在Ce(NO3)3与橘子皮清液混合体系中加入氨水和NaHCO3混合液，使其pH值为8-11，再向其中加入质量百分比为28％的H2O2 3-6ml，使Ce3+转化为Ce4+，磁力搅拌1-3小时，生成棕红色沉淀；
4)将聚四氟乙烯内衬置于不锈钢反应釜中，在90-120℃的烘箱中水热反应24-36小时，经过滤、水洗、50-80℃烘干后获得功能化氧化铈粉体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在上述制备过程中，是用质量百分比为25％的氨水和质量百分比为20％的NaHCO3溶液按体积比为2：1混合形成混合溶液，调节Ce(NO3)3·6H2O与滤液中上层清液混合体系pH值为碱性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610707203.3A CN106315658B (zh) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | 一种功能化氧化铈的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610707203.3A CN106315658B (zh) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | 一种功能化氧化铈的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106315658A CN106315658A (zh) | 2017-01-11 |
| CN106315658B true CN106315658B (zh) | 2020-04-17 |
Family
ID=57741780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610707203.3A Active CN106315658B (zh) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | 一种功能化氧化铈的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106315658B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107335422B (zh) * | 2017-06-06 | 2020-07-31 | 浙江师范大学行知学院 | 一种碳功能化氧化铈的制备方法 |
| CN107919482A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-17 | 内蒙古大学 | 一种直接醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法 |
| CN112028103B (zh) * | 2020-08-19 | 2022-08-26 | 浙江师范大学行知学院 | 一种碳功能化Pr6O11的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101516938A (zh) * | 2006-08-30 | 2009-08-26 | 佳能株式会社 | 纳米氧化物颗粒及其制备方法 |
| CN104258839A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-01-07 | 浙江师范大学 | 一种氨基功能化介孔氧化铈的制备方法 |
-
2016
- 2016-08-19 CN CN201610707203.3A patent/CN106315658B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101516938A (zh) * | 2006-08-30 | 2009-08-26 | 佳能株式会社 | 纳米氧化物颗粒及其制备方法 |
| CN104258839A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-01-07 | 浙江师范大学 | 一种氨基功能化介孔氧化铈的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Synthesis of cerium oxide nanoparticles by hydrothermal crystallization with citric acid";T.MASUI et al.;《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE LETTERS》;20021231;第21卷;第489页左栏倒数第1段，右栏第1段以及倒数第1段 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106315658A (zh) | 2017-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107298477B (zh) | 一种催化过硫酸盐降解废水中有机污染物的方法 | |
| CN106890653A (zh) | 一种氧空位自掺杂BiOI可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108993548A (zh) | 一种可见光响应光催化剂及其用途、制备方法和使用方法 | |
| CN106315658B (zh) | 一种功能化氧化铈的制备方法 | |
| CN108311162A (zh) | 一种ZnO/BiOI异质结光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN106944074B (zh) | 一种可见光响应型复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110143661B (zh) | 一种用生物炭去除富钙高砷地下水中砷的方法 | |
| CN103801294A (zh) | 一种活性炭负载氧化亚铜光催化剂及其方法 | |
| CN112156803A (zh) | 光催化复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109261172A (zh) | 一种碘氧化铋/溴氧化铋异质结光催化剂的制备方法和用途 | |
| CN110102312A (zh) | 一种一维氧化亚铜/银/氧化锌纳米棒光催化复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN108043429A (zh) | 一种复合型纳米Tb/BiOCl材料的制备方法 | |
| CN107442139A (zh) | 用于高效降解龙胆紫的片状Z型SnS2/Bi2MoO6异质结光催化材料的制备方法 | |
| CN102491490A (zh) | 一种以纳米二氧化铈作为催化剂的臭氧化水处理方法 | |
| CN107233902A (zh) | 一种空心花球状β‑Bi2O3/BiOBr异质结光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN110540243B (zh) | 无定型羟基氧化铁的制备方法及吸附有机物后的回收方法 | |
| CN111001419A (zh) | 一种银修饰磁性可分离光催化剂的制备方法 | |
| CN110420653A (zh) | 一种磷酸银/水热生物炭复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN105749916A (zh) | 一种富勒醇/水铁矿光催化材料 | |
| CN107511153A (zh) | 一种抑制水中蓝藻的漂浮型光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN103949200B (zh) | 一种NiFe2O4/ZnO复合水处理材料的制备方法 | |
| CN110227476B (zh) | 一种BiFeO3/Bi25FeO40异质结构催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN107986330A (zh) | 一种Bi5O7I纳米片状材料及其制备方法和应用 | |
| CN103638935A (zh) | 一种铁掺杂介孔氧化铈的制备方法 | |
| CN107096525B (zh) | 一种复合光催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hao Shiyou Inventor after: Wang Hui Inventor after: Deng Huangxiu Inventor before: He Shiyou Inventor before: Wang Hui Inventor before: Deng Huangxiu |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200506 Address after: 321000 No. 688 Yingbin Road, Zhejiang, Jinhua Patentee after: ZHEJIANG NORMAL UNIVERSITY XINGZHI College Address before: 321004 No. 688 Yingbin Road, Zhejiang, Jinhua Patentee before: ZHEJIANG NORMAL University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 3388 Yingbin Avenue, Lanxi City, Jinhua City, Zhejiang Province 321000 Patentee after: ZHEJIANG NORMAL UNIVERSITY XINGZHI College Address before: 321000 No. 688 Yingbin Road, Zhejiang, Jinhua Patentee before: ZHEJIANG NORMAL UNIVERSITY XINGZHI College |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder |