铈钛氧化物-凹凸棒土的制备及其光催化性能

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0329

摘要/Abstract

摘要：

通过溶胶-凝胶法制得Ce-Ti混合物与凹凸棒土（ATP）的干凝胶，再经过煅烧处理获得Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP复合材料。在光催化降解抗生素环丙沙星研究中发现，ATP质量分数为5%时，可以显著提高Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP的光催化活性。通过系列表征获得复合材料的晶相结构、形貌、表面状态等信息，验证Ce_0.5Ti_0.5O₂与ATP之间进行了有效复合。对催化剂的吸附性能、光吸收强度和范围、光生载流子复合率进行比较发现Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP复合材料能够提高光吸收能力和有效延长光生载流子寿命。结合自由基捕获实验进一步验证了光生空穴与羟基自由基在光催化降解环丙沙星中起主要作用。进而，结合总有机碳测试提出Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP复合材料光催化降解环丙沙星可能的反应机理。

关键词: 铈钛氧化物, 凹凸棒土, 光催化, 复合材料, 降解环丙沙星, 环境净化

Abstract:

The dry gels of the Ce-Ti mixture with attapulgite（ATP） were synthesized by sol-gel method and then were calcined to obtain Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP composites.In the study of photocatalytic degradation of the antibiotic ciprofloxacin，it was found that the photocatalytic activity of Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP could be significantly improved at 5% of ATP mass.A series of characterisation was carried out to obtain the composite's crystalline phase structure，morphology and surface state information，and to verify the effective recombination between Ce_0.5Ti_0.5O₂and ATP.The test of the adsorption performance，light absorption intensity and range，and photogenerated carrier recombination rate of the catalysts revealed that the Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP composite could improve the light absorption ability and significantly increase the photogenerated carrier lifetime.It was further verified that the photogenerated holes and hydroxyl radicals were the main factors in the photocatalytic degradation of ciprofloxacin in combination with free radical capture experiments.On the basis of the total organic carbon test，a possible reaction mechanism for the photocatalytic degradation of ciprofloxacin by Ce_0.5Ti_0.5O₂-ATP composites was proposed.

Key words: Ce-Ti oxide, attapulgite, photocatalysis, composite materials, degradation of ciprofloxacin, environmental purification

中图分类号:

TQ426

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