Page 161 - 《精细化工》2023年第2期

第 2 期 张 凯，等: 铈氮改性水热炭活化过硫酸钾降解盐酸四环素 ·383·

关 [29] 。同时，CeO 2 的掺杂能够促进水热反应体系中脱 2.1.4 FTIR 和 XPS 分析
甲基反应的发生，降低 H/C，提升改性水热炭的稳定 图 3a 为 HTC、CeO 2 和 Ce 0.3 -N-HTC 的 FTIR 图。
性 [30] 。随着 CeO 2 掺杂量从 0.1 g 增加到 0.5 g，O/C 值
逐渐下降，可能是 CeO 2 的增加迫使水热炭表面含氧
官能团发生脱水还原、脱羧等反应 [31] ，产生 CO 2 等气
体以挥发物形式逸出引起。改性水热炭(O+N)/C 逐渐
降低，表明水热炭极性逐渐减弱，疏水性逐渐增强，
[32]
从而有利于疏水有机物的吸附 。同时，随着 CeO 2 的
添加，改性水热炭表面 N 元素含量表现为先降低后增
加，这可能是当 CeO 2 掺杂量较低时，水热炭表面一
部分 N 会进入液相，随着 CeO 2 掺杂量的增加，水热
炭表面蛋白质发生美拉德反应生成杂环氮氧化物，进
而缩合反应生成氮芳香杂环 [33] 。
2.1.3 SEM 及 TEM 分析
样品的 SEM 及 TEM 图见图 2。

a—CeO 2；b—HTC；c—Ce 0.3-N-HTC；d—Ce 0.3-N-HTC 的晶格图；
e—Ce 0.3-N-HTC 的 HRTEM 图
图 2 样品的 SEM 及 TEM 图
Fig. 2 SEM and TEM images of samples

由图 2a 可知，水热条件下制备的 CeO 2 呈圆球
状，粒径为 0.1~0.2 μm；由图 2b 可见，制备的氮改

性水热炭 表面光滑 且呈片状 结构。图 2c 为 a—HTC、CeO 2 和 Ce 0.3-N-HTC 的 FTIR；b—Ce 0.3-N-HTC 中 O 1s
Ce 0.3-N-HTC 的 SEM 图，CeO 2 的掺杂促进了水热炭 的 XPS；c—Ce 0.3-N-HTC 中 Ce 3d 的 XPS；d—Ce 0.3-N-HTC 中 N 1s
的 XPS
表面沟壑的形成，CeO 2 均匀分散在水热炭表面和内
图 3 样品的 FTIR 和 XPS 谱图
部沟壑中，显著提升了改性水热炭的比表面积。图
Fig. 3 FTIR and XPS spectra of samples
2d 中晶面间距为 0.317 nm 的条纹与 CeO 2 的(111) 晶
面匹配，表明 CeO 2 已稳定负载在水热炭表面 [28] 。图 可以看出，与 CeO 2 相比，HTC 和 Ce 0.3 -N-HTC
–1
2e 为 Ce 0.3-N-HTC 的 HRTEM 图片，表明 CeO 2 已分 均在 3384 cm 处出现对应于醇的 O—H 键的伸缩振
散至水热炭表面。 动吸收峰，表明改性水热炭表面羟基数量增加，利