[發明專利]一種原位光還原的氧化亞銅/二氧化鈦復合物的制備方法無效

申請號：	201410486621.5	申請日：	2014-09-23
公開（公告）號：	CN104248954A	公開（公告）日：	2014-12-31
發明（設計）人：	王晟;王騊;歐陽申坤	申請（專利權）人：	蘇州禹凈環境科技有限責任公司
主分類號：	B01J23/72	分類號：	B01J23/72;C02F1/30;C02F103/30
代理公司：	杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241	代理人：	周豪靖
地址：	215625 江蘇省蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種原位光還原氧化亞銅氧化復合物制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種是氧化亞銅/二氧化鈦復合物的制備方法，尤其是一種原位光還原的氧化亞銅/二氧化鈦復合物的制備方法，屬于催化技術領域。

背景技術

貴金屬表面沉積是提高光催化劑活性的有效方法。當貴金屬與半導體表面接觸時，載流子重新分布，電子從費米能級高的TiO₂向費米能級低的貴金屬流動，構成微電池，促進光生電子與空穴的分離，從而提高光催化活性。但是由于貴金屬資源稀缺、價格昂貴，這嚴重限制了貴金屬的大規模應用。銅作為一種常見金屬元素，資源分布廣泛，而且作為過渡金屬具有獨特的電子結構，這就為紫外光原位還原制備Cu₂O/TiO₂半導體復合結構提供可能。氧化亞銅本身作為一種能對可見光響應的P型半導體材料，其禁帶寬度僅為2.0eV，在可見光照射下可有效產生光生載流子，其光電轉換效率可達到18％，且無毒；且納米氧化亞銅因其優越的光催化性能，能有效催化降解工業含氮農藥、印染廢水，在有機污染物光催化降解領域中有很大潛力。納米Cu₂O/TiO₂復合材料的制備已有報道，主要方法有物理混合法、電化學沉積法、膠體化學法等。研究成果均表現出比純Cu₂O或TiO₂更好的光催化效果。然而這些方法通常需要添加表面活性劑，使得體系復雜、反應過程難以控制的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，采用廉價的銅鹽與商業TiO₂納米粒子(P25)作為原料，通過簡單的紫外光原位還原法一步制備出分散性好、尺寸均一的納米Cu₂O/TiO₂復合材料，具體通過紫外光照下將Cu²⁺還原為Cu₂O負載于P25之上，形成Cu₂O/TiO₂復合物并實現在可見光下對染料進行高效降解。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，所述的制備方法包括如下步驟：

1)按質量份數，在10份的甲醇/水溶液中加入0.1-0.3份的二氧化鈦納米粒子和0.01-0.03份的CuCl₂·2H₂O，并進行超聲分散；其中甲醇與水的體積比為1:1-1:6；

2)將上述步驟1)所得的溶液進行氮氣曝氣處理10-15min后，在磁力攪拌條件下，以500w高壓汞燈光照反應1.5-2小時；

3)反應結束后，將得到的產物離心并用無水乙醇洗滌2-3次后，在60-90℃條件下干燥24-30h后得到土黃色固體即為最終產物。

本發明優選的技術方案是：

1)按質量份數，在10份的甲醇/水溶液中加入0.2份的二氧化鈦納米粒子和0.02份的CuCl₂·2H₂O，并進行超聲分散；其中甲醇與水的體積比為1:3；

2)將上述步驟1)所得的溶液進行氮氣曝氣處理10min后，在磁力攪拌條件下，以500w高壓汞燈光照反應2小時；

3)反應結束后，將得到的產物離心并用無水乙醇洗滌2次后，在70℃條件下干燥24h后得到土黃色固體即為最終產物。

本發明利用光沉積法將分散著TiO₂納米粒子與Cu前驅體的甲醇/水溶液體系進行紫外光照射，TiO₂在紫外光激發下產生空穴/電子對。由于甲醇作為空穴犧牲劑與激發空穴進行反應，而Cu前驅體則與激發電子反應從而被原位還原為Cu₂O負載于TiO₂2納米粒子表面。

本發明的有益效果：

1)采用紫外光沉積還原法，反應體系純凈、方法簡單、實驗條件容易控制。

2)產物分散較好、尺寸均一，光催化活性遠高于純Cu₂O或純TiO₂，可見光照射下可高效降解染料有機物。