【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化剂，具体涉及一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前，基于过渡金属氧化物/h2o2体系的高级氧化工艺(aops)被认为是一种快速处理抗生素污染的有效技术。然而，在芬顿反应体系中，低价过渡金属活性位中心再生缓慢阻碍了其催化过程的可持续性。相比之下，光芬顿技术不仅可以通过光生电子促进过渡金属离子的还原，增强反应的可持续性，还可以诱导光催化剂活化h2o2，不断分解为·oh、1o2和·o2-等多种活性氧。然而，在haber-weiss循环过程中，相当一部分超氧化物(·o2-)很容易转化为o2并逸出，导致h2o2的大量消耗和自由基的无用损失，从而严重降低h2o2的利用效率。因此，促进o2在催化剂表面的有效吸附并将其转化为·o2-，以提高h2o2的利用效率具有重要意义。
2、在催化剂表面构筑受阻路易斯酸碱对，通过产生协同多功能活性位点可有效活化各种小分子，如h2、co2、so2、o2和n2。bi2moo6(简称bmo)，一种典型的铋基金属氧化物，具有独特的层状结构和合适的导价带位置。由[bi2o2]2+单元与[moo4]2-板交错组成的bmo，在晶体结构中表现出丰富的路易斯酸碱位点，可作为活性中心。这种独特的结构特征有效活化逸出的o2，增强·o2-的再生，进而原位生成h2o2。然而，在传统的bmo体系中，由化学键组成的经典路易斯酸碱对距离较短，容易发生接触和湮灭，导致催化活性降低。因此，在bmo催化剂表面构建稳定且有效的路易斯酸碱活性区域有利于提高其对h2o2的利用效率，进而增强
3、杂原子掺杂为调节局部路易斯酸碱性质提供了可行的途径。杂原子的引入可以改变催化剂晶体的空间构型并产生氧空位，从而形成新的路易斯酸碱位点，并在原路易斯酸碱对之间产生空间位阻，有效避免酸碱对的湮灭。相比于非金属杂原子的掺杂，fe、cu、mn、ce等过渡金属的掺杂还可以通过金属的价态循环进一步促进h2o2的活化。在上述过渡金属中，ce基芬顿催化剂具有易可逆的ce3+/ce4+离子对，可以提供自循环的芬顿环境，无需额外的能量或反应，可极大地促进h2o2的活化，避免ce离子的浸出。此外，ce掺杂还可以形成较强的ce4+和o2-路易斯酸碱对，而不是bi3+-o2-，更有利于o2的吸附和活化。因此，通过杂原子ce掺杂修饰bmo构建受阻路易斯酸碱对有望增强其光催化活性，提高h2o2利用效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂(基于ce掺杂bmo受阻路易斯酸碱对催化剂)。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)先将na2moo4·2h2o、bi(no3)3·5h2o和ctab分散在去离子水中，搅拌使其充分溶解；
5、(2)称取不同质量分数的ce(no3)3·6h2o加入步骤(1)所得的溶液中，室温下搅拌溶解，再将反应液转移至反应釜中，水热处理后冷却至室温；
6、然后离心分离固体物质，收集离心沉淀物，使用去离子水和乙醇交替洗涤，干燥后，得到ce掺杂bmo光芬顿催化剂。
7、在一优选示例中，步骤(1)，na2moo4·2h2o与bi(no3)3·5h2o的摩尔比为0.5～1.5∶1.5～2.5。
8、在一更优选示例中，na2moo4·2h2o与bi(no3)3·5h2o的摩尔比为1∶2。
9、在一优选示例中，步骤(1)，ctab与去离子水的加入量之比为0.04g～0.6g∶70ml～90ml。
10、在一更优选示例中，ctab与去离子水的加入量之比为0.05g∶80ml。
11、在一优选示例中，步骤(2)，水热处理的温度为150℃～170℃，时间为18h～30h。
12、在一更优选示例中，水热处理的温度为160℃，时间为24h。
13、基于一个总的专利技术构思，本专利技术另一个目的在于提供保护上述制备方法制备的ce掺杂bmo光芬顿催化剂，所述ce掺杂bmo光芬顿催化剂为掺杂不同ce含量的xce-bmo复合材料，其中，x＝0.05，0.1，0.2或0.3。
14、本专利技术原理在于，将杂原子ce掺杂进bmo晶格构建了富含受阻路易斯对的光芬顿催化剂，其中ce离子表面氧空位改变bmo晶体的空间构型，产生了新的路易斯酸碱位，提高bmo路易斯酸碱对的数量和强度，并在路易斯酸碱位点之间造成空间位阻，引入缺陷能级，进而有效促进催化剂中光生载流子的有效分离。形成的ce4+和o2-受阻路易斯对能有效捕获和活化芬顿反应过程逃逸出的o2，生成更多的·o2-，不仅有利于h2o2的补充，还能够通过o2/·o2-/1o2的循环提高h2o2的利用效率，基于此，将其应用于类光芬顿体系中，则可高效地降解污水中的污染物。
15、现有的ce-bmo在光照条件下，通过ce3+/ce4+和mo5+/mo6+的氧化还原偶联能有效激活h2o2产生·oh，1o2和·o2–等活性物种，从而实现污染物的快速降解。然而，由于溶液体系中超氧自由基倾向转化为o2并逸出，使得自由基和h2o2大量消耗而导致较低的h2o2利用效率和光芬顿降解活性。本专利技术中构建的受阻路易斯酸碱位点能够有效固定和活化逸出的o2，生成更多的·o2-，不仅有利于h2o2的补充，还能通过o2/·o2-/1o2循环提高对h2o2的利用效率，因而xce-bmo受阻路易斯酸碱对光催化剂可显著提高h2o2利用效率并实现污染物的高效降解。
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1.一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)，Na2MoO4·2H2O与Bi(NO3)3·5H2O的摩尔比为0.5～1.5∶1.5～2.5。
3.根据权利要求2所述的一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，Na2MoO4·2H2O与Bi(NO3)3·5H2O的摩尔比为1∶2。
4.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)，CTAB与去离子水的加入量之比为0.04g～0.6g∶70ml～90ml。
5.根据权利要求4所述的一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，CTAB与去离子水的加入量之比为0.05g∶80ml。
6.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)，水热处理的温度为150℃～170℃，时间为18h～30h。
7.根据权利要求6所述的一种Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的制备方
8.权利要求1～7任意一项所述制备方法制备的Ce掺杂BMO光芬顿催化剂，其特征在于，所述Ce掺杂BMO光芬顿催化剂为掺杂不同Ce含量的xCe-BMO复合材料，其中，x＝0.05，0.1，0.2或0.3。
9.权利要求1～7任意一项所述制备方法制备的Ce掺杂BMO光芬顿催化剂的应用，其特征在于，在光照条件下，用于类光芬顿体系降解污水中的污染物。
...【技术特征摘要】
1.一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)，na2moo4·2h2o与bi(no3)3·5h2o的摩尔比为0.5～1.5∶1.5～2.5。
3.根据权利要求2所述的一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，na2moo4·2h2o与bi(no3)3·5h2o的摩尔比为1∶2。
4.根据权利要求1所述的一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)，ctab与去离子水的加入量之比为0.04g～0.6g∶70ml～90ml。
5.根据权利要求4所述的一种ce掺杂bmo光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，ctab...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢丽敏，谢琰玉，彭官威，陈晖，黄喜根，邹锦，高艳莎，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：
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