[發明專利]一種Cu2O復合型光催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201310012470.5
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103071498A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 杜亞麗;祝寶林;趙強;宋少飛;劉有軍
• 申請（專利權）人: 杜亞麗
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J37/03;C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及化學工程中的光催化劑制備技術領域，具體是一種Cu₂O復合型光催化劑的制備方法。

背景技術

近年來，納米Cu₂O由于其具有優越的光催化性能，在環境污染治理方面逐步受到了環境研究者的重視，是繼TiO₂之后的新一代光催化劑，是一種極具開發前景的綠色環保光催化劑。有關研究表明，以納米Cu₂O為光催化劑，利用太陽光作為光源處理印染廢水的研究，表明Cu₂O多相催化法將可能成為染料廢水治理的有效途徑。

為了提高Cu₂O的光催化性能，可對其進行改性。有關學者對Cu₂O內嵌碳納米管復合球的合成及光催化性能的研究，說明了Cu₂O復合球對硝基苯酚溶液的光催化降解率比Cu₂O高出10%左右。然而碳納米管由于價格昂貴不適用于工業生產，所以用價格低廉的載體代替碳納米管負載Cu₂O就成為研究者的研究重點。

膨脹石墨是天然石墨經強氧化劑氧化得到一種層狀化合物，具有比表面積大、層間離子交換能力強等特點，這些特點有利于膨脹石墨與無機材料的復合。以膨脹石墨作為載體所制備的納米復合材料顯示出了諸多優越的性能，而其成本卻比碳納米管復合材料低很多，因而具有潛在的應用前景。目前的研究主要集中在膨脹石墨/有機物納米復合材料方面，關于膨脹石墨/無機物復合材料的研究相對較少。

基于以上分析，本發明以膨脹石墨和銅化合物為原料，通過直接沉淀法制備出一種Cu₂O復合型光催化劑，這種催化劑制備成本低，制備工藝簡單，對設備要求低，可操作性好，在可見光下能夠高效降解有毒有害物質，回收利用簡單，非常適用于染料廢水的深度治理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Cu₂O復合型光催化劑的制備方法，以膨脹石墨和銅化合物為原料，通過直接沉淀法制備出膨脹石墨負載納米Cu₂O樣品，該制備工藝簡單，成本低，對設備要求低，可操作性好。

本發明提供的技術方案是：一種Cu₂O復合型光催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將83.4單位體積的蒸餾水、20單位體積的無水乙醇和5單位體積的0.5?mol/L的銅鹽溶液混合，然后加入膨脹石墨攪拌均勻，接著交替加入9單位體積的1.0?mol/L?的NaOH溶液和30單位體積的無水乙醇，最后均加入0.5~15單位體積的0.5?mol/L的NH₂OH·HCl溶液，攪拌后靜置1~6?小時；

（2）將步驟一中所得溶液進行水浴加熱1~30分鐘并攪拌，待溶液反應完成分層后，倒掉上層清液，用無水乙醇和蒸餾水的混合溶液來沖洗沉淀，最后將沉淀溶解在無水乙醇中，在20~80℃下烘干沉淀，即得一種Cu₂O復合型光催化劑。

所述步驟一中的銅鹽溶液為CuCl₂或Cu(NO₃)₂溶液，銅鹽與膨脹石墨的質量比為5:1~1:1。

所述步驟一中膨脹石墨的負載量為10%~50%。

所述步驟一中加入NH₂OH·HCl溶液的時間為1~30秒。

所述步驟二中用來沖洗沉淀的混合溶液中，無水乙醇和蒸餾水的體積比為1：1。

本發明的有益效果是：

（1）本發明中以膨脹石墨和銅化合物為原料，通過直接沉淀法制備出膨脹石墨負載納米Cu₂O樣品，所采用的原材料來源容易，價格低，制備工藝簡單，對設備要求低，可操作性好；

（2）本發明制備的光催化劑中納米顆粒均勻負載在膨脹石墨表面，能夠在可見光條件下高效降解有毒有害物質，回收利用簡單，非常適用于有機污染物的處理；

（3）膨脹石墨具有比表面積大、層間離子交換能力強等特點，這些特點有利于膨脹石墨與無機材料的復合，以膨脹石墨作為載體所制備的納米光催化復合材料具有很好的協同作用，可以大大提高其光催化降解能力。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步說明，本發明不僅僅限于這些實施例。

實施例1：

一種Cu₂O復合型光催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：