CoFe2O4是一种非常重要的无机半导体材料，在环境净化以及降解有机废水方面取得了一定的应用。一般半导体材料的性质强烈的依赖合成方法，因此，釆用适当的方法合成CoFe2O4光催化剂来提高它的光催化活性具有重要的研究意义。目前，合成CoFe2O4光催化剂的方法很多，包括溶胶凝胶法、水热法、燃烧合成法、共沉淀法、溶剂热法、有机物反应法以及聚丙烯酰胺凝胶法。在这些方法中，聚丙烯酰胺凝胶法是一种有效的合成金属氧化物半导体光催化剂的新方法。但是，该方法在合成半导体光催化剂的过程中具有两大缺点：一是合成过程中容易产生臭味污染环境;二是使用的丙烯酰胺具有毒性，容易导致人和动物致癌。本文釆用新颖的辐照辅助溶胶凝胶法合成CoFe2O4光催化剂，有效避免了上述两大缺点，并以多种染料模拟环境废水来研究该催化剂的光催化活性。
一、实验
1.1 CoFe2O4的合成
称取一定量可溶性的硝酸钻和硝酸铁，按次序缓慢加入有20mL去离子水的烧杯中，直到两种试剂完全溶解。随后，加入与金属离子摩尔比例为1.2：1的柠檬酸去络合两种金属离子。待反应完全后，将溶液转移至带瓶盖的玻璃瓶中，在强紫外光下辐照48h。之后，将溶液升温至80°C，获得凝胶体。将凝胶体置入干燥箱中120°C干燥24h，获得干凝胶。将干凝胶研磨并在500°C烧结，获得CoFe2O4光催化剂。
1.2 CoFe2O4的表征
采用2550PC型X射线粉末衍射仪对CoFe2O4的相纯度和晶体结构进行表征；采用PE2000型傅里叶红外光谱仪对CoFe2O4的官能团进行表征；采用721分光光度计对模拟染料废水的光催化活性进行表征。
二、结果与讨论
CoFe2O4的相纯度和晶体结构可通过XRD进行检测，图1给出了CoFe2O4的XRD图。从图中可以看出，晶面指数为(111)、(220)、(311)、(222)、(331)、(440)和(531)均属于立方相的CoFe2O4的衍射峰，JCPDS卡片号为22-1086。由此可知，采用辐照辅助溶胶凝胶法可获得纯相的CoFe2O4光催化剂。
图2是CoFe2O4的红外光谱图。由图可知，在500-4000cm-1波数范围内可观察到七个明显的特征峰分别位于3348、2955、1697、1464、1197、680和527cm-1其中，3348和1697cm-1的特征峰主要由伸缩振动和弯曲振动的吸附水所引起。2955、1464、1197、680和527cm-1的特征峰分别可归因于C-H伸缩振动、C-H弯曲振动、N-H伸缩振动、金属在四面体位置的本征伸缩振动和八面体金属伸缩振动。从图中可知，该样品还含有少量有机物的官能团。
图3是CoFe2O4的光催化活性图，废水原液为混合了三种染料包括甲基橙、罗丹明B和甲基蓝的溶液，每种染料的浓度为0.5g/L，催化剂含量为1g/L。当使用CoFe2O4同时降解三种染料时，经过4h光照，其降解率分别为50%、92%和25%。结果表明，催化剂对染料降解有选择性。
三、结论
采用辐照辅助溶胶凝胶法制备了CoFe2O4光催化剂，其XRD衍射峰对应的JCPDS卡片号为22-1086。红外光谱分析发现，除了CoFe2O4对应的振动峰外，还包含一些有机物的官能团。用三种染料包括甲基橙、罗丹明B和甲基蓝模拟废水，采用CoFe2O4光催化剂对其进行光催化降解实验发现该催化剂对染料降解具有选择性。(来源：苏州市张家港环境监测站)
