[發明專利]一種可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711028549.1
• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN107572577B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 王興利
• 申請（專利權）人: 王興利
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02;B82Y30/00;B01J23/72;B01J35/02;C02F1/72;C02F1/78
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一種可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料及其制備方法，屬于環保納米材料制備技術領域。制備過程如下：將Cu金屬基片放入NaOH溶液和無水乙醇中超聲，后在50?80℃的混合溶液（含磷酸、醋酸、碳酸鈉）浸泡6?20分鐘，后洗滌干燥；再將Cu片貼在氧化鋁陶瓷片上（陶瓷片孔隙率為2?15%，表面微孔尺寸為10?180μm，平整度誤差為0.02?0.15毫米）升溫加熱，以0.5?1.5℃/分鐘升溫到150℃，再以0.5?1℃/分鐘升溫到220?350℃；降溫時，在空氣中以0.2?1℃/分鐘降溫，降到150℃后再在流量為1?5L/min的氮氣中以0.5?1.4℃/分鐘降到室溫，從而獲得尺度在16~233 nm的氧化銅納米晶材料。其制備步驟簡單，成本低，可廣泛應用于光催化或催化臭氧化降解有機廢水、染料、室內氣體等領域。

技術領域

本發明屬于環保納米材料制備技術領域，具體涉及一種銅金屬基片（即Cu片）原位自生長的可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料及其制備方法。

背景技術

CuO 是一種用途廣泛的無機材料，可應用于電池材料、光催化材料、傳感器材料、多相催化材料、光學材料。其中納米CuO材料在環境污染治理、新能源器件、超材料、高效催化劑領域具有良好的應用前景。

目前，氧化銅納米材料的常規制備方法包括溶劑熱法、溶膠凝膠法、沉淀法、電化學法、熱解法、水熱法、微波法和固液反應法等。其中Ravi Kant Sharma等以乙酸銅和氨水為原料，通過均勻沉淀，制備出了蒲公英狀的CuO納米晶體，該晶體的平均粒徑為1.73 μm。其在硼氫化鈉存在下表現出對4-對硝基苯酚良好的催化還原性能。Wang Hongbing 等在醇類/非離子聚合物表面活性劑輔助下，通過調整反應條件，制備了不同形貌的微/納米結構CuO 晶體。本發明引入了新穎、綠色、低成本的技術方法制備了可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料。

硝基苯是一種嚴重污染環境、危害人體健康的劇毒化學品，為美國環保局優

先控制的 129種污染物之一，也是我國確定的 58種重點控制的有毒化學品之一，硝基苯不僅損傷雄性生物生育力，而且它的生物可降解性差、很難無害化處理。CuO納米材料可以觸發臭氧分子生成生成更多的羥基自由基，從而能夠提高硝基苯的降解率和礦化率。

發明內容

本發明的目的是提供一種可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料及其制備方法。本發明所述的可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料是在Cu金屬基片上原位生長而成，主要成分為CuO納米晶，尺寸分布在16~233 nm。

本發明的可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料，可以在220-350℃溫度下通過調節加熱速率、加熱氣體等獲得不同尺寸的可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料。所制備的可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料尺寸分布在16~233 nm（見實施例1 ~ 8）。

本發明所述的可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料具有如下特點：形狀規則，制備原料便宜，合成路線簡便，對硝基苯的降解效果明顯。

所述的Cu金屬基片，按質量百分數計，含Cu> 99.5%，0<Sb<0.005%，0<As<0.005%，0<P<0.005%，基片厚度為0.1 -25mm。

本發明所述的一種可用于降解硝基苯的氧化銅納米晶材料的制備方法，其步驟如下：

（1）將厚度為0.1 -25mm的Cu金屬基片放入10%的NaOH溶液和無水乙醇中各超聲1-5小時，后在50-80℃的混合溶液（含磷酸、醋酸、碳酸鈉的質量分數分別為5-20%、5-25%、8-25%，溶液其余質量為去離子水）浸泡6-20分鐘，后洗滌干燥；