本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及四水合碘酸氫鈰（CeHIO₆·4H₂O）化合物作為一種新型催化劑在降解有機(jī)染料污染物中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著人口的增加，全世界的印染產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，該產(chǎn)業(yè)排出的大量有機(jī)染料污染物，已成為全世界水污染的重要來源。半導(dǎo)體光催化技術(shù)可在室溫下直接利用太陽光將染料污染物高效地氧化降解。因此，通過光催化技術(shù)，充分利用太陽光來降解染料污染物是目前環(huán)境污染治理的一條有利途徑。因紫外光只占太陽光總能量的4%左右，而可見光占46%左右，所以利用太陽能的關(guān)鍵在于利用太陽光中的可見光。因此，可見光響應(yīng)型的光催化劑在當(dāng)今環(huán)境治理領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。然而，因?yàn)槟軒ЫY(jié)構(gòu)的限制，再加上高的光生載流子復(fù)合率，可見光催化劑降解染料污染物的活性和耐用性一般較低。

降解染料污染物的另一條有利途徑是不通過光照，在節(jié)能的室溫條件下使用催化劑進(jìn)行催化降解。發(fā)展高活性、高耐用性的催化劑以用于無光照、室溫條件下染料污染物的降解，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域具有重要的實(shí)用前景和學(xué)術(shù)價(jià)值。

CeHIO₆?4H₂O是一種含4個(gè)結(jié)晶水的無機(jī)化合物，雖然它的制備方法和組成鑒定早已有文獻(xiàn)報(bào)道，但目前尚未有專利和文獻(xiàn)報(bào)道CeHIO₆?4H₂O的應(yīng)用研究，尤其它作為催化劑的應(yīng)用研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供四水合碘酸氫鈰（CeHIO₆·4H₂O）化合物在環(huán)境治理領(lǐng)域的一種新應(yīng)用，首次提供此化合物的應(yīng)用示例。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種CeHIO₆?4H₂O的應(yīng)用，CeHIO₆·4H₂O作為催化劑降解有機(jī)染料污染物，具體應(yīng)用的步驟為：

（1）以有機(jī)染料污染物為底物，以CeHIO₆·4H₂O為催化劑進(jìn)行催化降解；

（2）CeHIO₆·4H₂O催化劑的活性評(píng)價(jià)：測定有機(jī)染料污染物的降解速率，以其完全降解所需的時(shí)間來衡量其催化活性；

（3）回收CeHIO₆·4H₂O，并測定其循環(huán)使用的活性。

上述的CeHIO₆·4H₂O的應(yīng)用，所述的有機(jī)染料污染物優(yōu)選為甲基橙（MO），所述的催化降解，溫度為10-25℃，光照條件為完全避光或自然光照射。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CeHIO₆·4H₂O的催化降解活性即使在完全避光的條件下，也顯著高于可見光照射下的商用二氧化鈦（P25）光催化劑，解決了現(xiàn)有催化劑活性低的問題。

（2）本發(fā)明的CeHIO₆·4H₂O的耐用性很高，循環(huán)使用3次以上，活性沒有明顯降低，解決了現(xiàn)有催化劑耐用性低的問題。

（3）本發(fā)明的CeHIO₆·4H₂O催化劑制備方法簡單、制備條件溫和，有利于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的CeHIO₆·4H₂O催化劑的SEM圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的CeHIO₆·4H₂O催化劑的的EDS結(jié)果。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的CeHIO₆·4H₂O與P25光催化劑降解MO染料的活性結(jié)果圖。其中，C₀為催化劑加入前MO的初始濃度，C為催化過程中任一時(shí)刻下MO的濃度。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的CeHIO₆·4H₂O催化劑在降解MO實(shí)驗(yàn)中循環(huán)使用的活性結(jié)果圖。其中，C₀為催化劑加入前MO的初始濃度，C為催化過程中任一時(shí)刻下MO的濃度。

具體實(shí)施方式

下面是本發(fā)明CeHIO₆·4H₂O和應(yīng)用研究的具體實(shí)施例，以下實(shí)施例旨在進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

（1）CeHIO₆·4H₂O的制備

將1.37 g（2.5 mmol）硝酸鈰銨（(NH₄)₂Ce(NO₃)₆）、0.2 mL濃硝酸溶于35 mL去離子水，得到硝酸鈰銨溶液。將0.57 g（2.5 mmol）高碘酸（H₅IO₆）溶于15 mL去離子水，得到高碘酸溶液。室溫下，在攪拌硝酸鈰銨溶液的過程中，將高碘酸溶液逐滴加入硝酸鈰銨溶液中。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌1 h。將所得沉淀用去離子水洗滌兩次（每次用去離子水50 mL），離心分離后，置于溫度為60 ^o C的烘箱干燥12 h，即得CeHIO₆·4H₂O樣品。

（2）CeHIO₆·4H₂O的表征

從圖1的SEM圖可見，CeHIO₆·4H₂O樣品具有0.5-10 nm大小的無規(guī)則形貌。圖2的SEM圖EDS結(jié)果顯示，樣品的所含原子Ce、I、O個(gè)數(shù)比例接近為1 : 1 : 10，同時(shí)質(zhì)量比也恰好能夠吻合，這說明CeHIO₆·4H₂O樣品成功制備。

（3）CeHIO₆·4H₂O催化劑降解MO染料污染物的活性評(píng)價(jià)

將所得CeHIO₆·4H₂O樣品以MO為降解底物，進(jìn)行催化活性評(píng)價(jià)，并將其活性結(jié)果與P25光催化劑對(duì)比。

CeHIO₆·4H₂O催化活性測試

將150 mg的CeHIO₆·4H₂O催化劑置于100 mL濃度為20 mg/L的MO溶液（盛裝于400 mL的敞口燒杯）中，在完全避光的室溫下攪拌。分別在不同時(shí)間點(diǎn)取樣，離心分離后取上清液，將上清液稀釋得到試樣。用紫外分光光度計(jì)（普析TU1810、北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）測定試樣在465 nm處的吸光度。最后根據(jù)濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線推算試樣的MO濃度。

CeHIO₆·4H₂O催化劑循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)方案

在前一循環(huán)的催化降解實(shí)驗(yàn)完成后，將CeHIO₆·4H₂O催化劑離心分離，洗滌干凈，在60℃下干燥8 h后，再用于下一次的催化活性測試。具體測試條件，如催化劑用量、MO用量等，同新鮮CeHIO₆·4H₂O或前一循環(huán)的催化活性測試方案。

P25光催化活性測試方案

將150 mg的P25置于100 mL濃度為20 mg/L的MO溶液（盛裝于400 mL的敞口燒杯）中，室溫下避光攪拌40 min，使羅丹明分子在P25表面達(dá)到吸附–脫附平衡。然后打開500W氙燈（PLS-SXE300、北京泊菲萊科技有限公司），用濾光片濾去波長低于420nm的光，MO溶液液面位于氙燈正下方，液面與燈管中心之間的距離為14厘米（輻照度為300 mW/cm²）。這樣處理是為了提供較優(yōu)的光照條件，從而保證P25能充分表現(xiàn)出它的催化活性。分別在不同時(shí)間點(diǎn)取樣，離心分離后取上清液，將上清液稀釋得到試樣。用紫外分光光度計(jì)（普析TU1810、北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）測定試樣在465 nm處的吸光度。最后根據(jù)濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線推算試樣的MO濃度。

由圖3可見，在0-370 min以內(nèi)的任意時(shí)間點(diǎn)，CeHIO₆·4H₂O催化劑對(duì)應(yīng)的C/C₀值都明顯低于P25光催化劑對(duì)應(yīng)的C/C₀，這說明即使給予P25光催化劑較優(yōu)的光照條件，而對(duì)CeHIO₆·4H₂O進(jìn)行避光處理，CeHIO₆·4H₂O催化劑降解MO的活性也明顯高于P25光催化劑。因此，CeHIO₆·4H₂O催化劑降解MO是一個(gè)節(jié)能、高效的過程，在環(huán)境污染治理方面有潛在的應(yīng)用前景。圖4給出了CeHIO₆·4H₂O催化劑在降解MO實(shí)驗(yàn)中循環(huán)使用的活性結(jié)果。由圖4可見，CeHIO₆·4H₂O催化劑在連續(xù)循環(huán)使用的3次實(shí)驗(yàn)中，都能在370 min時(shí)將MO降解至C/C₀為0.13左右，其活性沒有明顯降低。這說明CeHIO₆·4H₂O催化劑具有較高的耐用性。