介孔CoOx／CeO2 制備及其降解染料廢水探索型實驗設計

張賀，劉營營，盧媛，崔玉曉，翟利芳

（南開大學環境科學與工程學院，天津 300350）

0 引言

在過去的30 年里，水環境污染變得越來越嚴重。有機染料廢水因其毒性和不可生物降解性，已經對人類生命健康造成了潛在的危害。近年來，基于過一硫酸鹽（PMS）的高級氧化技術因其在難降解有機污染物方面的應用潛力而備受關注。與其他氧化技術相比，類芬頓系統相對便宜，并且易于操作和維護。在類芬頓反應中，染料可以被高活性自由基氧化并礦化為小分子化合物，甚至直接生成CO2和H2O［1-2］。具有高比表面積、均一孔徑的高度有序介孔材料在環境催化、光電器件、電極材料等領域具備廣闊的應用前景。它能夠有效實現反應物的質量擴散，改善污染物的吸附性能并提高電子轉移效率，以實現高催化性能［3］。

本文合成了高度有序介孔CoOx／CeO2催化劑，評估該催化劑在降解染料模擬廢水方面的催化性能，并借助TEM、XRD、BET、XPS 和ESR 表征技術分析探究了CoOx／CeO2催化劑高效降解羅丹明B（RhB）的機理。通過該實驗，學生不僅能夠掌握類芬頓技術降解環境污染物的實驗設計，還能夠得到較系統的科學研究訓練，對催化劑設計合成、表征分析和機理探究有初步的了解，有效開發學生科研探索的潛力。

1 實驗部分

1.1 試 劑

聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物、鹽酸、十二烷基硫酸鈉、正硅酸乙酯、硝酸鈰、無水乙醇、氫氧化鈉、硝酸鈷、羅丹明B（RhB），過一硫酸鹽（PMS）等試劑均為市售分析純，實驗用水為去離子水。

1.2 CoOx／CeO2 復合催化劑制備

（1）介孔CeO2制備。……