[發明專利]一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710784580.1
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107570184A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 陰強;呂家瑋;張帥;胡會靜
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;B01J37/10;C01B25/37;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 郭顯文

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，具體涉及一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料的制備方法。

背景技術

環境污染和能源短缺是當前人類面臨和亟待解決的重大問題，亦是我國實施可持續發展戰略必須優先考慮的重大課題。有機廢水是排放量大且難以處理的工業廢水，對自然和人類健康造成巨大的威脅。在此背景下，研究和開發新型環保的有機廢水處理技術，具有重大的現實意義和實用價值。

以TiO₂為代表的光催化技術基于反應條件溫和、工藝簡單及環境友好等特點，被認為是一種理想的環境污染治理技術。但TiO₂僅能在紫外光（占太陽光5%）下發揮光催化還原作用，太陽能利用率較低，因此尋求合適的光催化材料，拓展光催化材料的光譜響應范圍和高效利用太陽能，是目前該領域的前沿方向。

羥基磷酸銅（Cu₂(OH)PO₄）基于易于產物分離、優異催化活性及穩定性等優勢，被廣泛應用于催化領域。近年來，相關研究（Cho I-S. Advanced Functional Materials, 2008; 18(15): 2154-2162;G. Wang,et al. Angewandte Communication, 2013, 52: 4810-4813）證明：羥基磷酸銅在可見光區域（約占太陽光46%）到近紅外區域下都具有良好的光催化活性，大大提高了太陽能的利用率，具有更為廣闊的應用前景。目前已公開報道的羥基磷酸銅有棒狀、片狀、層狀、蝴蝶狀及啞鈴狀等（Cho I-S. Advanced Functional Materials, 2008, 18(15): 2154-2162; 中國專利CN201410447849.3; 詹予忠，鄭州大學學報，2009, 30(2): 19-22; 中國專利CN201610378725.3; 中國專利CN201710115883.4）。截至目前，菱狀羥基磷酸銅的制備方法還未見諸報道。

發明內容

本發明旨在提供一種菱狀羥基磷酸銅的制備方法。通過水熱法制備了一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料，該光催化材料在可見光作用下對工業廢水中有機污染物具有優異的光催化降解性能。

本發明采取的技術方案之一：

一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料的制備方法，所述菱狀羥基磷酸銅光催化材料是以硝酸銅和磷酸氫二銨為原料，以聚乙二醇400為表面活性劑，通過水熱法制備一種粒徑數量級為30um的菱狀羥基磷酸銅材料。

優選，它包括如下步驟：

1）按摩爾比將硝酸銅、磷酸氫二銨及聚乙二醇400混合于去離子水中，攪拌30min得懸浮液；

2）繼續攪拌20-30min，并調節體系pH值為4-8；

3）將所得的懸浮液轉移到聚四氟乙烯反應釜中，在160-210℃水熱反應12-24小時；

4）冷卻，過濾，洗滌后干燥得羥基磷酸銅粉末。

優選，磷酸根離子濃度為0.1-0.6mol/L，銅離子、磷酸根離子及聚乙二醇400化學劑量摩爾比1-3:1:0.5，其中聚乙二醇400的化學劑量按照其結構單元分子量400g/mol計算。

一般，洗滌后干燥中采用去離子水和乙醇洗滌直至中性。

本發明其它技術方案為：

所述的一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料的制備方法制備的菱狀羥基磷酸銅。

所述的一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料的制備方法制備的菱狀羥基磷酸銅在光催化系統中的應用。

所述的一種菱狀羥基磷酸銅光催化材料的制備方法制備的菱狀羥基磷酸銅在可見光的照射下還原工業廢水中有機污染物的應用。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

1. 本發明采用水熱法制備了菱狀羥基磷酸銅光催化材料，該制備方法無需先行制備模板，原料環保，操作簡單，成本低廉，產率高等特點，利于實現工業化生產；采用聚乙二醇400為表面活性劑，對反應進行調控，從而使得反應進行較為溫和，所得粉末粒徑均勻。

2. 本發明所制備的羥基磷酸銅具有菱狀結構，該結構能有效增大材料的比表面積，增強材料的光催化活性；所制備的羥基磷酸銅在可見光的照射下具有良好的光催化性能，克服了傳統光催化材料太陽能利用率低的問題。

附圖說明

圖1為實施例1中產物的SEM圖；

圖2為實施例2中產物的X射線衍射圖；

圖3為實施例2中產物的催化降解性能圖。

具體實施方式