[发明专利]一种CeO2

说明书

本发明提供一种类Fenton催化材料及其制备方法和应用，具体涉及一种CeO₂/Na,K掺杂g‑C₃N₄类Fenton催化材料，其中为CeO₂立方相，g‑C₃N₄为片/层状结构，Na,K掺杂于g‑C₃N₄层间，该CeO₂/Na,K掺杂g‑C₃N₄催化材料与H₂O₂共同作用下可在无光照条件下和宽pH范围内高效降解盐酸四环素，催化过程中能克服传统Fenton反应产生铁泥、只能在酸性条件下使用等缺点。本申请中g‑C₃N₄与CeO₂发生强相互作用，使得表面Ce⁴⁺周围富集电子，成为活性中心，二者协同作用，显著提高催化剂的催化氧化活性。本发明提供的制备方法具有工艺简单、重复性好、适合工业化生产的优点。

技术领域

本发明涉及无机复合材料技术领域，尤其涉及一种CeO₂/Na,K掺杂g-C₃N₄类Fenton催化材料及其制备方法和其高效降解盐酸四环素的应用。

背景技术

随着经济的发展水体污染日益严重，已成为威胁人类健康和经济可持续发展的重大社会问题。

抗生素(又称抗菌素)是一类对细菌、真菌、螺旋体、支原体、衣原体等致病微生物具有抑制和杀灭作用的药物。据报道，全球抗生素年均使用总量约为10～20万吨，其中至少有50％的抗生素用于畜牧业和水产养殖业。四环素是抗生素中一种，其具有广谱性、质优价廉等优点，已经成为生产量和临床使用量较大的抗生素。但四环素难以被动物肠胃吸收，大部分以母体化合物形态排出，且水溶性较好，在环境中不易被生物降解，土壤中残留药物易被雨水冲刷而进入水体或沉入底泥中储存、富集。

水环境中的抗生素对水中生物存在一定的毒理性，在抑制或杀灭病原微生物的同时，也会抑制环境中有益微生物活性，严重影响生态系统的物质循环，其在生物体内残留、积累，随着食物链进入人类体内，对人体健康具有潜在危害，因此，去除抗生素废水中难降解有机污染物成为环境领域研究热点和难点。

作为一种高级绿色氧化技术，Fenton催化氧化反应利用产生强氧化性的羟基自由基，将难以分解有毒有机污染物彻底矿化为无毒害的CO₂、H₂O等小分子物质，同时还具有工艺简单、安全、绿色、成本低等特点因而被广泛研究和应用去除各种有机污染物。

常用Fenton催化剂为含铁的化合物，均相含铁Fenton催化剂在实际使用过程中存在铁离子流失产生大量铁泥造成二次污染的问题，同时存在只适用于酸性溶液的问题，因而通常将其制备成非均相的催化剂，以提高其稳定性，如中国专利CN201910812311.0公开了一种含铁的Fenton非均相多组分固相催化剂及其制备方法，如中国专利CN201910670448.7公开了一种磁性可见光非均相含铁Fenton催化剂的制备方法，中国专利201910874037.X提供了一种用于光-芬顿联合催化的FeVO₄/TiO₂等。然而，现有非均相含铁Fenton催化剂存在活性不够高的问题。且会产生铁泥等污染物。而单纯g-C₃N₄作为光催化剂可用于污染物的降解，但需要在光照的条件下进行，无法在无光(晚上，阴天或暗处)对污染物进行降解。

因此，开发新型非均相类Fenton催化剂成为环境领域的研究热点课题

发明内容