本发明属于光催化剂，具体涉及一种核壳型au@ceo2@pda光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着工业和交通的发展，水污染已成为迫在眉睫的问题之一。常见的水污染问题主要是工业废液、废气等排入水中，其中有毒的有机物等大量富集，给人体健康带来了巨大的威胁。传统的方法很难将水体中的有机物彻底降解，而光催化技术因其价格低廉、绿色无污染、节能高效等特点引起学者的重点关注，也成为目前热门研究领域之一。
2、目前，等离子体金属@半导体核壳纳米离子被认为是光催化领域中较有前途的一种材料。可见光和等离子体金属相互作用产生热自由载流子(电子-空穴对)的效应被称为局域表面等离子体共振(lspr)效应。由于金在可见光区域具有较高的自由电子密度，储存在lspr激发中的能量在纳米颗粒表面附近通过辐射来增强近电场辐射，从而促进光能的吸收和转换效率。由于纯等离子体纳米颗粒在没有添加敏化剂的情况下电子传递效率较差，一般通过耦合半导体来提高lspr效应激发的利用效率。多巴胺(dopamine，da)，在特定条件下可氧化自聚成聚多巴胺(pda)，常用作纳米材料界面的修饰材料，并赋予其功能性。pda结构片段是一个共轭体系，含有丰富的π电子云，能够吸附小分子。因此，pda涂层已成为最易得和最通用的表面改性方法之一。结合上述材料的特点，有望制备一种高效稳定的光催化剂。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的一些不足，本发明提供了一种核壳型au@ceo2@pda光催化剂及其制备方法和应用；本发明制备了一种核壳型au@ceo2@pda光催化剂，所述光催化剂为核壳结构，其中au为核，ceo2为外壳，pda包覆修饰在ceo2外壳的最外层；所述光催化剂的粒径为50～80nm；所述光催化剂的制备方法简单，且具有高催化降解有机污染物活性和良好的循环稳定性，其能够在可见光光催化降解有机污染物，具有很好的实用性。
2、为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术手段：
3、本发明首先提供了一种核壳型au@ceo2@pda光催化剂，所述光催化剂为核壳结构，其中au为核，ceo2为外壳，pda包覆修饰在ceo2外壳的最外层；所述光催化剂的粒径为50～80nm。
4、本发明还提供了上述核壳型au@ceo2@pda光催化剂的制备方法，所述方法包括：
5、(1)将氯金酸水溶液和柠檬酸三钠水溶液混合进行回流反应，反应结束后得到au纳米胶体溶液；
6、(2)将得到的au纳米胶体溶液加入到蒸馏水中超声，然后加入碳酸钠和硝酸铈并进入回流反应，反应结束后，离心，洗涤，干燥，然后空气煅烧，得到au@ceo2；
7、(3)将au@ceo2加入至tris-hcl缓冲溶液中，超声混合均匀，然后向其中加入多巴胺盐酸盐，室温下搅拌反应，反应结束后离心，洗涤，干燥，得到核壳型au@ceo2@pda光催化剂。
8、优选地，步骤(1)中，氯金酸水溶液和柠檬酸三钠水溶液的体积比为0.8ml:25ml；其中氯金酸的浓度为20～30mm，柠檬酸三钠的浓度为30～40mm。
9、优选地，步骤(1)中，所述回流反应的条件为：在90～120℃下反应15～30min。
10、优选地，步骤(2)中，au纳米胶体溶液的用量为5～15ml；碳酸钠和硝酸铈的摩尔比为1:1。
11、优选地，步骤(2)中，所述回流反应的条件为：在90℃下反应8～16h；
12、所述煅烧的条件为：在500～800℃下反应2～5h。
13、优选地，步骤(3)中，所述au@ceo2和多巴胺盐酸盐的用量比为10mg:1～2mg；所述tris-hcl缓冲溶液的ph值为8.5。
14、优选地，步骤(3)中，所述搅拌反应的时间为2～8h。
15、本发明还提供了上述核壳型au@ceo2@pda光催化剂在可见光光催化降解有机污染物中的应用。
16、优选地，所述有机污染物包括甲苯、对苯酚、双酚a和四环素中的一种或多种。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
18、(1)本发明所述催化剂具有高催化降解有机污染物活性和良好的循环稳定性，au核和ceo2外壳之间的电子相互作用，导致ce3+活性物质富集，从而将ceo2外壳的带隙能量降低到可见光区，同时存储在lspr中的能量衰减从而促进光生载流子的产生和转移，进而增强可见光下的催化活性。
19、(2)本发明所述催化剂采用pda包覆，赋予等离子体金属@半导体核壳结构材料更多功能化，pda结构含有丰富的π电子云，能与含π体系的其他分子产生π-π相互作用，进而提高au@ceo2催化剂的吸附性能，同时pda结构中含有双键，可与-nh2、-sh等官能团反应，可进一步对其进行功能化修饰。
20、(3)本发明所述催化剂在常温液固反应条件下，可实现高效稳定的有机物降解性能，所述催化剂经过5次循环试验后，催化活性下降不超过5％。相较于其他具有lspr效应的cu/g-c3n4催化剂～75％的降解率，所述催化剂降解率提高6～10％。
1.一种核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，所述光催化剂为核壳结构，其中au为核，ceo2为外壳，pda包覆修饰在ceo2外壳的最外层；所述光催化剂的粒径为50～80nm。
2.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(1)中，氯金酸水溶液和柠檬酸三钠水溶液的体积比为0.8ml:25ml；其中氯金酸的浓度为20～30mm，柠檬酸三钠的浓度为30～40mm。
3.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述回流反应的条件为：在90～120℃下反应15～30min。
4.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(2)中，au纳米胶体溶液的用量为5～15ml；碳酸钠和硝酸铈的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述回流反应的条件为：在90℃下反应8～16h。
6.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述煅烧的条件为：在500～800℃下反应2～5h。
7.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(3)中，所述au@ceo2和多巴胺盐酸盐的用量比为10mg:1～2mg；所述tris-hcl缓冲溶液的ph值为8.5。
8.根据权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌反应的时间为2～8h。
9.权利要求1所述的核壳型au@ceo2@pda光催化剂在可见光下光催化降解有机污染物中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有机污染物包括甲苯、对苯酚、双酚a和四环素中的一种或多种。
