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水资源是世界各地关注的焦点问题,但是由于工业化迅速发展导致越来越多的水被污染。我国是世界上最大的染料产出国,产出量占世界的70%以上,众多印染企业在生产制造过程中排放了大量的染料废水,它们对生物以及人类日常生活造成了诸多困扰。随着半导体光催化剂在环境领域中的广泛应用,研究者研发了一系列半导体催化剂,如Ti02、ZnO、CdS等。Ce02可表现出类似TiO2的催化性能:成本低、性质稳定,但对可见光具有潜在吸收性能,因而在光催化领域引起广泛关注。由于Ce02本身对可见光吸收有限,因而限制了其在光催化领域中的应用。为了增加Ce02对可见光吸收,促进可见光诱导的光生电子与空穴产率,提高光催化效率,研究者通常采用改良Ce02结构性能或制备复合物来提高其光催化性能。吸附是影响光催化的重要因素,居于此,本文通过改变合成实验条件及添加生物碳的方式,制备对染料具有较高吸附量的Ce02,并对其染料吸附与光催化降解性能进行了详细研究,具体研究内容如下:1、以橘子皮为碳源合成具有高吸附及光催化性能的Ce02@BC材料采用化学沉淀法,将经过碱处理过的橘子皮粉末(OPP)与Ce(N03)3·6H20,在碱性条件下复合,制备了 OPP含量不同的Ce02·xH20@OPP材料。研究表明,CeO2·xH2O@@OP对酸性橙7(AO7)表现出优异的吸附性能:5min可吸附90%的染料。随着OPP负载量增大,染料吸附量下降,可能原因是过多的OPP与材料表面羟基位点结合,导致与染料结合的活性位点数量下降。UV-Vis分析表明,煅烧后形成的Ce02@BC材料对可见光的吸收增大。光催化实验表明,负载0.1 g OPP煅烧制得的CeO2@BC光催化活性最高,光照50 min后,对0.2 mmol/L的A07降解率为97%;活性物种检测表明,O2·-和h+为CeO2@BC降解AO7的活性物种。2、CeO2·xH2O的合成及其对染料吸附性能研究采用化学沉淀法制备了一系列CeO2·xH20吸附剂,考察了影响其吸附性能的相关因素:陈化温度、时间,反应体系pH值等。研究结果表明,当陈化温度过高、溶液pH较大、及陈化时间较长时,材料表面的NH4+、OH-含量下降,不利于材料对AR14的吸附;材料表面存在的氧空位对吸附起促进作用;CeO2·xH20对AR14的最大吸附量为541.4mg/g。此外,研究还发现CeO2·xH20对不同酸性染料的吸附效率存在差异,可能原因是由于染料分子中-SO3-的含量不同。3、以染料为碳源制备Ce02@C及其光催化性能研究以CeO2-xH2O为吸附剂,吸附不同浓度的染料,将吸附后的材料在600℃下煅烧形成CeO2@C材料。UV-Vis分析表明随着吸附染料浓度的提高,CeO2@C对可见光的吸收逐渐增强;XPS分析表明,CeO2@C表面的Ce3+含量先增后减。光催化实验表明,所制备CeO2@C的吸附及光催化效果均优于CeO2;CeO2@C的光催化活性与其表面Ce3+含量有关;碳量增加后,虽然可见光吸收提高,但当碳量增加至一定程度后,其光催化效率反而降低,可能原因是表面碳层厚度增加后,导致入射光大多数被碳层吸收,可供CeO2利用的光强度降低,因而光量子产率降低,所以催化效率降低;吸附0.2 mmol/LAO7煅烧制得的Ce02@C-2对0.4 mmol/L的AO7光催化20 min后,降解率可达74.7%,高于相关材料的光催化效率。