[发明专利]一种Ce-In复合材料光催化剂及制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种CeO₂‑In₂S₃/ATPs复合材料光催化剂及制备方法及其用途，属于环境保护材料制备技术领域。将Ce(NO₃)₃·6H₂O(六水合硝酸铈)置于坩埚中，加入去离子水磁力搅拌均匀；然后将In₂S₃/ATPs前驱体加入上述混合溶液中，磁力搅拌并置入马弗炉中，加热煅烧后待其自然冷却至室温取出并研磨，所得固体粉末即为CeO₂‑In₂S₃/ATPs复合光催化剂。本发明实现了以CeO₂‑In₂S₃/ATPs纳米复合材料作为光催化剂降解抗生素废水的目的。

技术领域

本发明涉及一种CeO₂-In₂S₃/ATPs复合材料光催化剂及制备方法及其用途，属于环境保护材料制备技术领域。

背景技术

作为药物及个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products，PPCPs)中的一类，抗生素是一类具有抵抗微生物活性的天然、半合成或人工合成化合物，且具有抗菌活性及干扰其他细胞发育功能的能再低微浓度下有选择地抑制或影响生物机能的化合物。随着医疗技术与生物科学的飞速进步，抗生素的种类的得到急剧扩增，而抗生素的大量使用诱导和加速了抗生素抗性基因的产生及耐药菌株形成的风险，其90％以上不能被动物和人体完全吸收的部分经过羟基化、裂解等代谢反应，最终以原药形态直接排放于环境中。长期的低浓度抗生素的存在会对水体中的微生物群落产生影响，并通过食物链的传递作用影响高级生物，破坏生态系统平衡，因此抗生素在环境中残留具有潜在危害。奎诺酮类抗生素如环丙沙星作为目前世界上应用最为广泛的广谱抗生素之一，其在水体、土壤等环境介质中的大量残留对人体健康存在极大的威胁与隐患。因此，消除奎诺酮类抗生素在环境中的残留问题迫在眉睫。

光催化氧化技术是一种环境友好的的水污染控制与消除技术，近年来成为人们研究的热点。科研工作者不断在探索新兴高效的半导体光催化剂。In₂S₃类金属硫化物以及CeO₂这类稀土金属氧化物是性能优异的可见光响应半导体，通过复合两种优秀的半导体材料构筑复合材料异质结能大幅度提高其光催化活性。而凹凸棒土(ATPs)作为一种天然优质矿物载体，以其独特的棒状结构以及大比表面积，无毒无害和低成本等优势是一种优良的光催化剂载体。通过制备CeO₂-In₂S₃异质结负载于ATPs复合光催化剂来降解去除水体中奎诺酮类抗生素有机污染物成为目前研究的热点。

发明内容

本发明以高温煅烧法和水热法为技术手段，制备出一种CeO₂-In₂S₃/ATPs复合光催化剂。

本发明按以下步骤进行：

(1)In₂S₃/ATPs前驱体的制备：

将InCl₃·4H₂O(四水合氯化铟)和L-半胱氨酸放入玻璃烧杯中，加入去离子水使其完全溶解，磁力搅拌，再加入凹凸棒土，搅拌并超声使其混合均匀，之后将混合物转移到水热反应釜中，并放入烘箱中煅烧，经过滤洗涤收集得到的固体即为In₂S₃/ATPs前驱体。

所述煅烧条件为：160℃下煅烧12h。

(2)CeO₂-In₂S₃/ATPs复合光催化剂的制备：