[發明專利]一種用于有機陰離子染料吸附的銅基復合物

在審

• 申請號: 202111110591.4
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113908802A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 劉勝凱;李文江
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
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本發明公開一種高吸附量的用于有機陰離子染料吸附的銅基復合物的制備方法，首先取一定量的石墨烯溶解于一定體積的去離子水中，之后取Cu的酸根化合物為Cu源，充分混合后加入NaOH，再滴加少量乙二胺溶液，最后加入水合肼(80％)作為還原劑，從而得到長徑比不同的Cu?GO納米棒；再將Cu?GO納米棒放于坩堝中，將其放入管式爐中進行氧化，得到Cu?CuO?GO，CuO?Cu₂O?GO，Cu?Cu₂O?GO等不同成分的銅基復合物。本發明以Cu的酸根化合物為Cu源，經還原后，再經過氧化制備得到的Cu?CuO?GO，CuO?Cu₂O?GO，Cu?Cu₂O?GO納米棒用于水凈化處理中，具有極佳的吸附效果。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，具體涉及一種用于有機陰離子染料吸附的銅基復合物的制備方法及其產品和應用。

背景技術

隨著印染行業的迅速發展，各種新型染料不斷被投產使用，染料廢水水質也隨之越來越復雜，其對環境造成的污染日趨嚴重。根據染料分子在水溶液中解離出來的離子態，通常將染料分為：有機陰離子染料、陽離子染料、非離子型染料。染料因其具有種類多，色度高、毒性強，需要處理的水量大等特點，是一種典型難以降解工業廢水。如果將未達到濃度標準的印染廢水排入周圍水體，不僅會污染水體，且會經過水循環和食物鏈在生物體富集，威脅生物體健康。開發一種效率高、環境友好、便宜且方便的脫色技術用于染料廢水的脫除是當今環保行業重點關注的課題。

目前，工業上處理染料廢水的方法主要有生物法、電化學法和吸附法等。其中，生物法的優點是處理成本低，但降解過程緩慢，處理設備占地面積較大；電化學法的處理設備簡單，場地需求較小，易實現自動化控制，但處理成本卻較高；吸附法則由于操作簡單、占地少、效果好等優點，成為了染料廢水處理的主要方法。迄今為止，工業上使用較多的吸附劑是活性炭、離子交換樹脂等。隨著吸附處理技術研究的深入，各種吸附劑不斷被引入，主要有活性炭吸附劑、天然礦物吸附劑、固體廢棄物吸附劑、無機物吸附劑，為染料廢水的治理起到了越來越大的作用。開發出兼具高吸附容量、高選擇性、成本低廉、環境友好等特點的吸附劑對于染料廢水產業的可持續發展具有重要的現實意義。

其中無機物單獨在吸附領域應用的研究并不多，一般都是伴隨著光催化同時進行研究，但是相較于催化而言，作為吸附材料具有處理量大、處理速度快的優點，在未來將是一個熱門的領域。

如張大鵬等人利用脈沖激光輻照制備出氧化銅與氧化亞銅納米材料，考查了該復合材料對亞甲基藍的吸附性能，5min后得到的亞甲基藍(MB)最大吸附量為2396mg/g。孫麗俠等人通過水熱法制備了用于吸附甲基橙染料的竹活性炭包覆氧化亞銅/氧化銅復合納米材料，并考察了其吸附性能。所用測試的甲基橙染料濃度為60mg/L，在吸附1h后，材料對甲基橙的吸附去除量為287mg/g。

也有專利將銅的配合物作為吸附劑對有機染料進行吸附，如林宏艷等人以氯化銅、八水鉻鉬酸鈉和N，N′-雙(4-吡啶甲酰基)乙烷烴為原料，采用水熱合成法合成配合物{Cu(4-Hdpye)[CrMo₆(OH)₆O₁₈](H₂O)₂}·2H₂O作為吸附劑(4-dpye為N，N′-雙(4-吡啶甲酰基)-1，2-乙烷)，用于處理含有亞甲基藍和剛果紅有機染料分子的廢水。但是他們存在的問題是配合物中依然含有有機官能團，在處理有機染料的時候也間接引入了污染物，而我們的產品在使用前后對環境無污染，且很容易沉淀下來，不影響水質。

CuO和Cu₂O納米粒子表面存在的游離銅離子能夠和陰離子鍵合，從而達到表觀上對陰離子有機物產生吸附作用。另外我們的產品擁有較大的比表面積，也是具有高吸附效率的重要因素。

發明內容