[發明專利]氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110398872.8
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113070091A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 熊偉;湯毅;袁果園;劉德蓉;李建;李泓錕;李艷秋;崔坤成
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/72;C02F1/32;C02F101/38
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明提供一種氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合材料，將氮化碳、六水三氯化鐵、三水硝酸銅、對苯二甲酸分散到DMF溶液中，通過水熱法制備得到g?C₃N₄@Fe/Cu?MOFs，再將g?C₃N₄@Fe/Cu?MOFs置于坩堝中，在馬弗爐中高溫煅燒制得。本發明采用水熱法將g?C₃N₄與Fe/Cu?MOFs復合后，高溫煅燒使g?C₃N₄與鐵銅雙金屬氧化物成功復合制得氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合催化材料，制備方法簡單，適合工業化生產。本發明制備的氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合催化材料用于廢水的降解處理，充分發揮其催化氧化能力，對羅丹明B廢水有著良好的UV?Fenton催化效果，并具有一定磁性便于回收利用。

技術領域

本發明涉及催化材料技術領域，具體地，涉及一種氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

工業和科技技術的快速發展，使得大量有毒有害的污染物排入水體中，造成水環境污染日益嚴重，其中來自于紡織、印刷等行業的染料廢水已經占到我國工業廢水排放量的10％以上。由于加工原料與工藝的不同，導致染料廢水具有組成復雜、色度高、可生化性差、毒性大等特點，并且大多數染料的結構較復雜且化學性質穩定，能夠穩定的存在于水環境中，大部分染料具有“三致(致癌、致畸、致突變)”作用，因此染料廢水已經成為了最難處理的工業廢水之一。

染料廢水常用的處理方法主要有物化法、生化法、高級氧化技術法等。隨著對該類廢水處理技術的深入研究，光催化技術引起了研究者的注意。光催化主要是利用紫外光或可見光催化產生光生電子和空穴，利用光生電子或空穴的還原或氧化作用降解污染物，但僅采用光催化方法處理較穩定的污染物時仍然存在效率不高的問題。隨著高級氧化技術的發展，Fenton催化氧化技術發展日益受到關注，但常規Fenton催化氧化處理廢水去除效率低，催化劑回收困難，且應用條件受限；若將該技術能將光催化反應和化學高級氧化反應相結合，利用二者的優點，不僅能提高反應效率，而且條件溫和、氧化能力強、適用范圍廣。因此開發一種易回收的非均相UV-Fenton催化劑具有現實意義。

發明內容

為了克服目前光催化方法處理較穩定的污染物時仍然存在效率不高，以及常規Fenton催化氧化處理廢水去除效率低，催化劑回收困難，且應用條件受限的問題，根據本發明的第一方面，本發明提供一種氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合材料。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合材料，其特征在于：所述氮化碳鐵銅雙金屬氧化物復合材料為CNFeCu-X，CNFeCu-X由g-C₃N₄@Fe/Cu-MOFs-X高溫煅燒制得，其中MOFs制備時Fe的比例為X，MOFs制備時Cu的比例為1-X，X＝0.5-1。

優選的，X＝1.0、0.9、0.7或0.5；進一步，X＝0.7。

根據本發明的一個實施方案，上述g-C₃N₄@Fe/Cu-MOFs-X采用以下步驟制備：將g-C₃N₄加入含FeCl₃·6H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O、對苯二甲酸的DMF溶液中，混合均勻后在140～160℃下反應時間20～25h，然后產物用DMF與乙醇洗滌，真空干燥得到g-C₃N₄@Fe/Cu-MOFs-X材料。