一种光电催化氧化Ce（Ⅲ）得到Ce（Ⅳ）的方法及其Ce（Ⅳ）和应用技术

本发明专利技术涉及一种光电化学催化氧化Ce(Ⅲ)得到Ce(Ⅳ)的方法及其在水氧化反应中的应用。利用光电催化技术，在酸性电解液中，对光阳极施加偏压并在光照条件下可以实现Ce(Ⅲ)氧化为Ce(Ⅳ)。利用本发明专利技术的方法，在低于其纯电化学氧化电位(>1.44V vs.SCE)偏压下光阳极氧化Ce(Ⅲ)至Ce(Ⅳ)转化率可达60％以上，可用电极材料广泛并且电极可重复使用。由此方法产生的Ce(Ⅳ)作为强氧化剂可用于多种氧化反应例如水的氧化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光电催化氧化Ce(Ⅲ)至Ce(Ⅳ)的方法及其在水氧化反应中的应用实例。具体而言，借助电化学仪器，半导体光阳极在光照与偏压条件下将Ce(Ⅲ)氧化至Ce(Ⅳ)，得到的Ce(Ⅳ)借助均相催化剂可实现水氧化产生氧气。
技术介绍
电化学作为经典的物理化学学科已经有几百年的历史。过去几十年中，电化学方法由于其简单、快速以及经济等优点被广泛应用于氧化反应，其中有不少文献报道了在不同的酸介质中电化学氧化Ce(Ⅲ)至Ce(Ⅳ)取得了令人满意的收率。利用循环伏安法或者线性扫描伏安法对Ce4+/Ce3+电对在不同的电极如铂电极(Pt)、玻碳电极(GC)、硼掺杂金刚石电极(BDD)上以及在不同的介质中(H2SO4、HNO3、HClO4)的电化学性质的研究也已经有不少报道。同时将电化学氧化Ce(Ⅲ)至Ce(Ⅳ)并将得到的Ce(Ⅳ)作为强氧化剂用于有机物降解也是有效的间接电化学氧化过程。另外，近年来此方法也被用于铬刻蚀(Cr-etching)废液的回收重生，此应用源于液晶显示器的制造过程中需要用Ce(Ⅳ)对Cr/CrO材料进行刻蚀，因此会产生大量含有Ce(Ⅳ)与Ce(Ⅲ)的混合废液。所以利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电催化氧化Ce(Ⅲ)得到Ce(Ⅳ)的方法，其特征在于：利用光电化学催化技术，以半导体材料为光阳极，常规电化学电极或半导体材料为阴极对电极，在酸性电解液中，借助电化学仪器施加偏压，光照条件下可以实现Ce(Ⅲ)氧化为Ce(Ⅳ)。

【技术特征摘要】
1.一种光电催化氧化Ce(Ⅲ)得到Ce(Ⅳ)的方法，其特征在于：利用光电化学催化技术，以半导体材料为光阳极，常规电化学电极或半导体材料为阴极对电极，在酸性电解液中，借助电化学仪器施加偏压，光照条件下可以实现Ce(Ⅲ)氧化为Ce(Ⅳ)。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的光阳极是半导体材料或氧化助催化剂修饰的复合半导体材料中的一种或二种以上，其导带位置高于Ce(Ⅲ)氧化电位，为WO3、TiO2、Ga2O3、SrTiO3、NaTaO3、BiVO4、CdS、TaON、CaTaO2N、SrTaO2N、BaTaO2N、LaTaO2N、CaNbO2N、SrNbO2N、BaNbO2N、LaTiO2N、ZnO:GaN、SmTi2S2O5、LnTi2S2O5或以氧化物、氮氧化物、氮化物或硫氧化物为主体材料的复合光阳极中的一种或二种以上；上述氧化助催化剂可以是IrO2、RuO2或Rh2O3中的一种或二种或三种，或其团簇材料。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述阴极对电极材料可以为常规电化学电极Pt电极、常规电化学电极玻碳电极半导体材料或还原助催化剂修饰的复合半导体材料，可以为p-Si、CuO、Cu2O、GaAs或CuInS2中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灿，王志君，王楠，丁春梅，施晶莹，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21