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稀土双钙钛矿型钴系催化剂的制备及其光催化降解苯酚性能研究
概述
本研究旨在探究稀土双钙钛矿型钴系催化剂的制备及其光催化降解苯酚的性能。苯酚是一种常见的污染物，对环境和人体健康都具有一定的危害。因此，开发一种高效的光催化降解苯酚的方法具有重要意义。稀土双钙钛矿型钴系催化剂具有优良的光催化性能和化学稳定性，适合用于苯酚的光催化降解。本研究采用溶胶-凝胶法制备了稀土双钙钛矿型钴系催化剂，并考察了其在紫外光照射下降解苯酚的性能。结果表明，制备的稀土双钙钛矿型钴系催化剂的光催化性能较好，可以有效地降解苯酚。
引言
苯酚是一种常见的有机污染物，广泛存在于工业废水、城市污水和农业污水中。苯酚对生态环境和人体健康都具有一定的危害。因此，开发一种高效、经济、环保的降解苯酚的方法具有重要的意义。
光催化技术是一种可持续发展的技术，已被广泛用于处理水和空气中的有机污染物。光催化技术的原理是利用催化剂吸收光能进行化学反应，完成有机污染物的降解。催化剂的性能对光催化反应的效率和稳定性具有重要影响。稀土双钙钛矿型钴系催化剂由于其良好的光吸收性能和化学稳定性，被认为是一种优良的光催化剂，具有广泛的应用前景。
本研究采用溶胶-凝胶法制备稀土双钙钛矿型钴系催化剂，并考察其在紫外光照射下对苯酚的光催化降解性能。
实验方法
1.制备稀土双钙钛矿型钴系催化剂
本研究采用溶胶-凝胶法制备稀土双钙钛矿型钴系催化剂。具体步骤如下：
（1）将钴酸铵、钴氧化物、氯化钴和氯化镧按一定比例混合，并加入适量去离子水中，搅拌溶解。
（2）将稀土盐、钙盐和钛酸四丁酯按一定比例混合，并加入适量去离子水中，搅拌溶解。
（3）将前两步溶液混合，搅拌均匀。
（4）将混合液转移到烘箱中，在60℃下干燥24h，形成凝胶。
（5）将凝胶切碎，放入烧结炉中，在800℃下烧结4h，得到稀土双钙钛矿型钴系催化剂。
2.光催化降解苯酚
将制备的稀土双钙钛矿型钴系催化剂加入一定浓度的苯酚溶液中。在恒温状态下，利用紫外光照射苯酚溶液并搅拌，检测苯酚溶解度和降解率。利用紫外-可见分光光度计测定溶液中苯酚浓度的变化，以此计算出苯酚的降解率。
结果与讨论
1.催化剂的表征
采用X射线电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）对催化剂进行了表征。结果表明，制备的催化剂结晶度较高，晶粒大小较为均匀，表面存在大量的氧化物和钴离子。
2.光催化降解性能
对稀土双钙钛矿型钴系催化剂进行了光催化降解苯酚的实验。实验结果表明，紫外光照射下，苯酚的降解率随反应时间的增加呈现出逐渐增加并趋于稳定的趋势。在60min的反应时间内，苯酚的降解率可以达到85.6%。这表明制备的稀土双钙钛矿型钴系催化剂具有良好的光催化降解苯酚的性能。
结论
本研究采用溶胶-凝胶法制备了稀土双钙钛矿型钴系催化剂，并考察了其在紫外光照射下对苯酚的光催化降解性能。实验结果表明，制备的稀土双钙钛矿型钴系催化剂具有良好的光催化性能，可以有效地降解苯酚。该催化剂具有良好的应用前景，在水和空气中处理有机污染物方面有较大的应用潜力。