抗氧化性納米級(jí)氯化亞銅催化劑的制備方法及其在催化降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用與流程

本發(fā)明屬于氯化亞銅催化劑的合成及其催化降解有機(jī)污染物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗氧化性納米級(jí)氯化亞銅催化劑的制備方法及其在催化降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

有機(jī)染料被用在很多領(lǐng)域中，例如：紡織業(yè)、造紙業(yè)和食物加工業(yè)等等，它們具有一定的持久性和難降解性。當(dāng)排放到水中，這些染料會(huì)對(duì)水中生物、人類還有水體本身產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。然而，干凈的水是地球上所有生物維持生命的重要元素之一。隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的快速發(fā)展以及人口的不斷增長(zhǎng)，水資源的需求量急劇增加，與此同時(shí)，更多的水資源被嚴(yán)重污染?；谝陨显颍叫鑼ふ矣行幚碛袡C(jī)污染物廢水的方法。

目前，各種處理廢水技術(shù)被應(yīng)用，其中包括化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、膜過濾法、浮選法以及電化學(xué)方法等。由于以上方法存在一定的局限性，例如：成本相對(duì)較高、效率比較低、時(shí)間周期較長(zhǎng)、不能重復(fù)利用及過程復(fù)雜等。在過去幾十年間，納米技術(shù)得到了空前的發(fā)展。納米材料應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，包括能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存、化工制造、生物應(yīng)用程序以及環(huán)境處理。

由于納米材料具有粒徑小、比表面積大和很好的抗菌性等優(yōu)點(diǎn)，將人工合成的納米材料作為催化劑來降解水中的污染物得到了較好的效果。不過對(duì)于一些合成的作為催化劑的納米材料，有時(shí)會(huì)有一定的局限性，例如：合成過程復(fù)雜、合成樣品循環(huán)性能差或成本過高等。因此，開發(fā)有關(guān)銅化合物納米材料具有很重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種抗氧化性納米級(jí)氯化亞銅催化劑的制備方法及其在催化降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，抗氧化性納米級(jí)氯化亞銅催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：將可溶性銅鹽溶解于蒸餾水中，其中可溶性銅鹽為氯化銅或含有結(jié)晶水的氯化銅，再向上述攪拌混合均勻的溶液中依次加入氨水和苯酚溶液，隨后加入抗氧化劑，其中抗氧化劑為檸檬酸鈉、檸檬酸或十二烷基磺酸鈉，攪拌混合均勻后將形成的反應(yīng)前驅(qū)體轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中并于120-180℃反應(yīng)10-26h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁上凝結(jié)形成氯化亞銅，將其洗滌干燥形成抗氧化性氯化亞銅納米粒子。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述可溶性銅鹽、氨水、苯酚溶液與抗氧化劑的投料配比為8mmol：10-50μl：2-10ml：1.5mmol，苯酚溶液的摩爾濃度為5mmol/l。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述抗氧化性氯化亞銅納米粒子在催化硼氫化鈉降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述有機(jī)污染物為羅丹明b、亞甲基藍(lán)、對(duì)硝基苯酚、曙紅y或甲基橙。

本發(fā)明利用水熱法合成氯化亞銅的制備工藝簡(jiǎn)單、易于控制、成本低廉且可操作性強(qiáng)，制得的抗氧化性納米氯化亞銅具有很高的比表面積、很好的抗氧化性、較好的催化性能和重復(fù)使用性，能夠較好地用于催化硼氫化鈉降解有機(jī)污染物。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例2制得目標(biāo)產(chǎn)物的x射線衍射圖譜；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制得目標(biāo)產(chǎn)物的sem圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2制得目標(biāo)產(chǎn)物的粒徑分布圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2制得目標(biāo)產(chǎn)物催化降解亞甲基藍(lán)的紫外可見光譜圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例2制得目標(biāo)產(chǎn)物催化降解曙紅y的紫外可見光譜圖。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

將8mmol二水氯化銅均勻分散在蒸餾水中，然后向其中加入10μl氨水溶液形成銅氨絡(luò)合物，再向上述溶液中加入2ml5mmol/l的苯酚溶液，攪拌均勻后加入1.5mmol檸檬酸，攪拌4h，將反應(yīng)前驅(qū)體轉(zhuǎn)移到高溫反應(yīng)釜中于150℃反應(yīng)18h，反應(yīng)后，冷卻至室溫，然后將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、干燥即得到目標(biāo)產(chǎn)物。

實(shí)施例2

將8mmol二水氯化銅均勻分散在蒸餾水中，然后向其中加入30μl氨水溶液形成銅氨絡(luò)合物，再向上述溶液中加入5ml5mmol/l的苯酚溶液，攪拌均勻后加入1.5mmol檸檬酸鈉，攪拌4h，將反應(yīng)前驅(qū)體轉(zhuǎn)移到高溫反應(yīng)釜中于180℃反應(yīng)26h，反應(yīng)后，冷卻至室溫，然后將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、干燥即得到目標(biāo)產(chǎn)物。

實(shí)施例3

將8mmol二水氯化銅均勻分散在蒸餾水中，然后向其中加入50μl氨水溶液形成銅氨絡(luò)合物，再向上述溶液中加入10ml5mmol/l的苯酚溶液，攪拌均勻后加入1.5mmol檸檬酸鈉，攪拌4h，將反應(yīng)前驅(qū)體轉(zhuǎn)移到高溫反應(yīng)釜中于120℃反應(yīng)10h，反應(yīng)后，冷卻至室溫，然后將反應(yīng)后物質(zhì)進(jìn)行洗滌、干燥即得到目標(biāo)產(chǎn)物。

實(shí)施例4

降解10^-4mol/l亞甲基藍(lán)溶液4ml時(shí)，催化劑加入量5-27μl，硼氫化鈉加入量2-14mg。最終優(yōu)化為：先稱取0.0019g亞甲基藍(lán)，配成50ml10^-4mol/l的亞甲基藍(lán)溶液，然后取700μl亞甲基藍(lán)溶液加入1.3ml二次水，混合均勻，隨后加入還原劑硼氫化鈉0.0010g和3μl0.25mg/ml的實(shí)施例2制得氯化亞銅溶液，在295k下，降解時(shí)間僅需6min，降解速率為0.6177min^-1。

實(shí)施例5

降解10^-4mol/l曙紅y溶液4ml時(shí)，催化劑加入量15-165μl，硼氫化鈉加入量1-7g。最終優(yōu)化為：先稱取0.0034g曙紅y，配成50ml、10^-4mol/l的曙紅溶液，然后取600μl曙紅y加入1.4ml二次水，混合均勻，隨后加入還原劑硼氫化鈉0.0007g和20μl0.25mg/ml的實(shí)施例2制得氯化亞銅溶液，在293k下，降解時(shí)間僅需5min，降解速率0.6063min^-1。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗氧化性納米級(jí)氯化亞銅催化劑的制備方法及其在催化降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用，將可溶性銅鹽溶解于蒸餾水中，再向上述攪拌混合均勻的溶液中依次加入氨水和苯酚溶液，隨后加入抗氧化劑，攪拌混合均勻后將形成的反應(yīng)前驅(qū)體轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中并于120?180℃反應(yīng)10?26h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁上凝結(jié)形成氯化亞銅，將其洗滌干燥形成抗氧化性氯化亞銅納米粒子，制得的抗氧化性氯化亞銅納米粒子能夠用于催化硼氫化鈉降解有機(jī)污染物。本發(fā)明利用水熱法合成氯化亞銅的制備工藝簡(jiǎn)單、易于控制、成本低廉且可操作性強(qiáng)，制得的抗氧化性納米氯化亞銅具有很高的比表面積、很好的抗氧化性、較好的催化性能和重復(fù)使用性，能夠較好地用于催化硼氫化鈉降解有機(jī)污染物。

技術(shù)研發(fā)人員：吳呈珂;朱丹丹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.18
技術(shù)公布日：2017.10.20