CN108607567B - 一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法 - Google Patents
一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108607567B CN108607567B CN201810448275.XA CN201810448275A CN108607567B CN 108607567 B CN108607567 B CN 108607567B CN 201810448275 A CN201810448275 A CN 201810448275A CN 108607567 B CN108607567 B CN 108607567B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sno
- visible light
- microballoon
- preparation
- light catalytic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 51
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 18
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N (1,10,13-trimethyl-3-oxo-4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl) heptanoate Chemical compound C1CC2CC(=O)C=C(C)C2(C)C2C1C1CCC(OC(=O)CCCCCC)C1(C)CC2 TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000001119 stannous chloride Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 32
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 28
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 11
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 11
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 claims description 10
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Inorganic materials [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 2
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 1
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 claims 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims 1
- 239000011806 microball Substances 0.000 claims 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims 1
- 239000002078 nanoshell Substances 0.000 claims 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 claims 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 abstract 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 8
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- LBJNMUFDOHXDFG-UHFFFAOYSA-N copper;hydrate Chemical compound O.[Cu].[Cu] LBJNMUFDOHXDFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 3
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 3
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 229910018292 Cu2In Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004801 process automation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- STZCRXQWRGQSJD-UHFFFAOYSA-M sodium;4-[[4-(dimethylamino)phenyl]diazenyl]benzenesulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1N=NC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/835—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with germanium, tin or lead
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Cu‑Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法。首先采用溶剂热法制备Cu‑Cu2O微球，改变反应原料配比及反应时间得到Cu‑Cu2O微球具有可见光催化活性；然后采用第二步水热，以硫脲和氯化亚锡为原料制得的SnO2胶体与Cu‑Cu2O微球复合得到可见光催化活性优异的Cu‑Cu2O/SnO2复合微球。该方法简单易控，没有污染，制得的Cu‑Cu2O/SnO2复合微球性能稳定，具有良好的可见光催化活性，可以有效降解净化环境中的有机污染物。
Description
技术领域
本发明属于可见光催化降解有机污染物技术领域，具体涉及一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法。
背景技术
近年来环境问题日亦严峻，水污染问题的解决已经是迫在眉睫，所以研究一种制备方法简单、环保、高效型光催化材料来净化环境中有机污染物势在必得。光催化氧化是近年发展起来的高级氧化技术，由于具有处理效率高、操作简便、应用灵活、易于自动化、环境友好等优点，因而在处理有机废水的研究中受到广泛的关注。在众多的光催化材料中，Cu2O光催化剂在可见光照下表现出的强氧化性、无毒性以及价格低廉等优点，具有重要的应用前景。但由于Cu2O光催化剂导带中电子-空穴对极易复合，使得高活性氧化基团产率降低，光催化活性低，从而限制了其实际应用。
所以发明一种制备方法简单、且能够利用太阳光、可以重复利用的新型光催化剂具有重大的应用价值。而SnO2的价带和导带均低于Cu2O，且具有高的热稳定性和化学稳定性，易于制备，是近年来光催化剂研究的热点。将SnO2与Cu2O复合，制备出一种可充分利用太阳光，且光催化活性高的复合光催化材料是解决Cu2O基光催化剂缺点的一种有效方法。
发明内容
针对Cu2O光催化剂对太阳光的利用率低、电子-空穴对易复合、光催化活性低等缺陷，本发明提供了一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法。该方法简单易控，没有污染，制得的Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料性能稳定，具有良好的可见光催化活性。
本发明采取的技术方案为：一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法，采用溶剂热法制备Cu-Cu2O微球，并与SnO2胶体二次水热制得具有可见光活性的Cu-Cu2O/SnO2光催化材料。
本发明所述的一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料的制备方法是：（a）首先采用溶剂热法将一定摩尔比的Cu(NO3)2·3H2O和尿素分别超声溶于溶剂中，然后转移到反应釜中反应得到Cu-Cu2O微球，最后离心水洗真空干燥；（b）将制备的SnO2胶体溶液滴加到Cu-Cu2O悬浮液中，并搅拌一定时间后转移到反应釜中反应，最后离心水洗真空干燥。
所述步骤（a）的溶剂是体积比为H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10。
所述步骤（b）中SnO2胶体溶液是用氯化亚锡和硫脲以质量比为3:1并加入30 ml的H2O，搅拌40 h获得；Cu-Cu2O悬浮液中的溶剂为18 ml的H2O，Cu-Cu2O的质量为36 mg。
本发明的有益效果为：
本发明制备的Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料具有制备方法简单，反应条件可控，可重复利用等优点，并且用本发明获得的Cu-Cu2O/SnO2光催化材料在可见光下对废水中的有机物具有良好的降解效率，可应用于废水中有机污染物的降解，并在实现废水处理自动化管理中推广。
附图说明
图1为实施案例3所得样品的扫描电镜图；
图2为实施案例13所得样品的扫描电镜图；
图3为实施案例3和案例9的XRD谱图；
图4为实施案例3和案例13的XRD谱图；
图5为实施案例3和案例9所得样品在可见光照射不同时间对5 ml、20 mg/L甲基橙的降解率；
图6为实施案例3案例13所得样品在可见光照射不同时间对50 ml、20 mg/L甲基橙的降解率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述，但是本发明不局限于以下实施例。
实施案例1~9为Cu-Cu2O可见光催化微米材料的制备
实施案例1
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:1的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170 ℃下反应9 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例2
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:1.5的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170℃下反应9 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24 h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例3
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:2的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170 ℃下反应9 h；然后10000rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
对制备好的Cu-Cu2O可见光催化微球进行扫描电镜测试，得到的扫描电镜照片如图1所示。扫描电镜结果显示，本发明制备的Cu-Cu2O为微球，尺寸大约为10 μm，且可看出Cu-Cu2O是由小颗粒堆积而成。
对制备好的Cu-Cu2O可见光催化微球进行XRD测试，得到的XRD谱图如图3（b）所示。结果显示：2θ约为29.58°、、36.47°、42.34°、61.44°、73.71°有较强衍射峰为Cu2O赤铜矿（JCPDS Card NO.05-0667）; 2θ约为43.31°、50.46°有较强衍射峰为Cu（JCPDS CardNO.65-9026），此外没有其它衍射峰出现，所以可表明样品为Cu-Cu2O。
以制备的Cu-Cu2O可见光催化微球为催化剂，在使用上海佳鹏科技有限公司生产的CHX系列光化学反应仪，500 W的氙灯作为光源，并安装滤光片以获得λ > 420 nm范围的光的条件下对5ml、20 mg/L甲基橙进行光分解测试，检测不同光照时间下甲基橙的残留浓度，测试结果显示：如图5（c），光照120 min后制得的Cu-Cu2O可见光催化微球对甲基橙的降解率可达90.6%。
实施案例4
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:2.5的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170℃下反应9 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24 h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例5
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:3的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170 ℃下反应9 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例6
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:2的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170℃下反应12 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24 h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例7
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:2的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170 ℃下反应6 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例8
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:2的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170 ℃下反应3 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
实施案例9
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将0.00465 mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu（NO3）2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:2的尿素超声溶于Cu（NO3）2溶液中，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，170 ℃下反应1 h；然后10000 rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
对制备好的Cu2O可见光催化微球进行XRD测试，得到的XRD谱图如图3（a）所示。结果显示：2θ约为29.58°、、36.47°、42.34°、61.44°、73.71°有较强衍射峰为Cu2O赤铜矿（JCPDS Card NO.05-0667），且在2θ约为43.31°、50.46°未出现Cu（JCPDS Card NO.65-9026）的衍射峰，所以可表明样品为纯Cu2O。
以制备的Cu2O可见光催化微球为催化剂，在使用上海佳鹏科技有限公司生产的CHX系列光化学反应仪，500 W的氙灯作为光源，并安装滤光片以获得λ > 420 nm范围的光的条件下对5ml、20 mg/L甲基橙进行光分解测试，检测不同光照时间下甲基橙的残留浓度，测试结果显示：如图5（b），光照120 min后制得的Cu2O可见光催化微球对甲基橙的降解率可达11.8%。对比案例3得到的Cu-Cu2O在可见光照120min对甲基橙（5ml、20 mg/L）的降解率可达90.6%，如图5（a）。可看出Cu-Cu2O微球的可见光降解率是纯的Cu2O的7.7倍，说明光催化活性优于纯的Cu2O。
实施案例10-15为Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球的制备
实施案例10
以实施案例3得到的Cu-Cu2O可见光催化微球用作与SnO2复合的原料，首先取36 mg的Cu-Cu2O微球超声分散于18 ml H2O中得到悬浮液，然后在磁力胶拌状态下滴加0.05 ml（以氯化亚锡和硫脲的质量比为3:1溶于30ml H2O，与空气接触下磁力胶拌40 h得到浓度为0.05 mol/L）的SnO2胶体溶液。并且磁力继续搅拌1 h，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心、水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
实施案例11
以实施案例3得到的Cu-Cu2O可见光催化微球用作与SnO2复合的原料，首先取36 mg的Cu-Cu2O微球超声分散于18 ml H2O中得到悬浮液，然后在磁力胶拌状态下滴加0.25 ml（以氯化亚锡和硫脲的质量比为3:1溶于30ml H2O，与空气接触下磁力胶拌40 h得到浓度为0.05 mol/L）的SnO2胶体溶液。并且磁力继续搅拌1 h，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心、水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
实施案例12
以实施案例3得到的Cu-Cu2O可见光催化微球用作与SnO2复合的原料，首先取36 mg的Cu-Cu2O微球超声分散于18 ml H2O中得到悬浮液，然后在磁力胶拌状态下滴加0.5 ml（以氯化亚锡和硫脲的质量比为3:1溶于30ml H2O，与空气接触下磁力胶拌40 h得到浓度为0.05 mol/L）的SnO2胶体溶液。并且磁力继续搅拌1 h，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心、水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
实施案例13
以实施案例3得到的Cu-Cu2O可见光催化微球用作与SnO2复合的原料，首先取36 mg的Cu-Cu2O微球超声分散于18 ml H2O中得到悬浮液，然后在磁力胶拌状态下滴加0.75 ml（以氯化亚锡和硫脲的质量比为3:1溶于30ml H2O，与空气接触下磁力胶拌40 h得到浓度为0.05 mol/L）的SnO2胶体溶液。并且磁力继续搅拌1 h，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心、水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
对制备好的Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球进行扫描电镜测试，得到的扫描电镜照片如图2所示。扫描电镜结果显示，本发明制备的Cu-Cu2O/SnO2的表面形貌发生了变化，由小颗粒堆积的表面变为小孔状。
对制备好的Cu-Cu2O可见光催化微球进行XRD测试，得到的XRD谱图如图4（b）所示。结果显示：2θ约为29.58°、、36.47°、42.34°、61.44°、73.71°有较强衍射峰为Cu2O赤铜矿（JCPDS Card NO.05-0667）; 2θ约为43.31°、50.46°有较强衍射峰为Cu（JCPDS CardNO.65-9026）；2θ约为26.63°、33.78°、51.806°有较强衍射峰为SnO2（JCPDS Card NO.41-1445），此外未出现其它衍射峰出现，所以可表明样品为Cu-Cu2O/SnO2。
以制备的Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球为催化剂，在使用上海佳鹏科技有限公司生产的CHX系列光化学反应仪，500 W的氙灯作为光源，并安装滤光片以获得λ > 420 nm范围的光的条件下对50ml、20 mg/L甲基橙进行光分解测试，检测不同光照时间下甲基橙的残留浓度，测试结果显示：如图6（c）光照120 min后制得的Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球对甲基橙的降解率可达93.7%。对比案例3得到的Cu-Cu2O在可见光照120min对甲基橙（50ml、20mg/L）的降解率只有27.6%，如图6（b）。综上可得出制备的Cu-Cu2O/SnO2的光催化活性优于Cu-Cu2O。
实施案例14
以实施案例3得到的Cu-Cu2O可见光催化微球用作与SnO2复合的原料，首先取36 mg的Cu-Cu2O微球超声分散于18 ml H2O中得到悬浮液，然后在磁力胶拌状态下滴加1.0 ml（以氯化亚锡和硫脲的质量比为3:1溶于30ml H2O，与空气接触下磁力胶拌40 h得到浓度为0.05 mol/L）的SnO2胶体溶液。并且磁力继续搅拌1 h，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心、水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
实施案例15
以实施案例3得到的Cu-Cu2O可见光催化微球用作与SnO2复合的原料，首先取36 mg的Cu-Cu2O微球超声分散于18 ml H2O中得到悬浮液，然后在磁力胶拌状态下滴加5.0 ml（以氯化亚锡和硫脲的质量比为3:1溶于30ml H2O，与空气接触下磁力胶拌40 h得到浓度为0.05 mol/L）的SnO2胶体溶液。并且磁力继续搅拌1 h，其次将溶液转移到30 ml的反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心、水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
Claims (6)
1.一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）Cu-Cu2O微球的制备：以包括Cu(NO3)2、尿素的溶液进行第一次溶剂热反应，得到Cu-Cu2O微球；Cu(NO3)2与尿素的摩尔比为1:（1~3）；溶剂采用体积比为水:乙醇:丙三醇=7:7:10的混合溶剂；第一次溶剂热反应的反应温度是170 ℃，反应时间是9~12 h；
b）Cu-Cu2O/SnO2微球的制备：以包括Cu-Cu2O微球、SnO2胶体的分散液进行二次水热反应，得到Cu-Cu2O/SnO2微球；第二次水热反应的反应温度为170 ℃，时间为6 h。
2.根据权利要求1所述的一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中的SnO2胶体由包括氯化亚锡和硫脲质量比为3:1的溶液在空气接触下充分分散得到；所述步骤b）中所采用的SnO2胶体的质量分数不超过50.8%。
3.根据权利要求1所述的一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中分散Cu-Cu2O的溶剂为水。
4.根据权利要求1所述的一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a）具体包括：
以Cu(NO3)2·3H2O和尿素为原料，首先将Cu(NO3)2·3H2O溶于体积比是H2O:无水乙醇:丙三醇=7:7:10的溶剂中得到Cu(NO3)2溶液；然后Cu(NO3)2·3H2O与尿素摩尔比为1:（1~3）的尿素超声溶于Cu(NO3)2溶液中，再将溶液转移到反应釜中，170 ℃下反应9~12 h；然后10000rpm/min离心、水和无水乙醇分别洗3、2次；最后在真空60 ℃干燥24h即可得到Cu-Cu2O可见光催化微球。
5.根据权利要求1所述的一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b）具体包括：
首先取Cu-Cu2O微球超声分散于足量的H2O中得到悬浮液，然后在磁力搅拌状态下滴加5.0 mL的SnO2胶体溶液，继续搅拌1 h；其次将分散液转移到反应釜中，在170℃反应6h后自然冷却至室温；最后10000 rpm/min离心，水洗和无水乙醇分别洗3、2次，产物在真空60 ℃干燥12 h，即可得到Cu-Cu2O/SnO2可见光催化微球。
6.权利要求1~5任一项所述方法制备的一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料，其特征在于，包括Cu-Cu2O微球内核、以及包覆在Cu-Cu2O微球内核外的SnO2多孔纳米壳层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810448275.XA CN108607567B (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810448275.XA CN108607567B (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108607567A CN108607567A (zh) | 2018-10-02 |
| CN108607567B true CN108607567B (zh) | 2019-05-14 |
Family
ID=63662940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810448275.XA Active CN108607567B (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108607567B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111450828B (zh) * | 2020-03-20 | 2023-03-28 | 天津理工大学 | 一种八面体结构的铜/氧化亚铜光催化剂的快速制备方法 |
| CN112121648A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 上海应用技术大学 | 一种具有光催化自清洁性能的聚偏氟乙烯混合基质膜及其制备方法与应用 |
| CN113289635A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-24 | 深圳市康弘环保技术有限公司 | 具有“记忆”效应的四元高效光催化纳米材料及其制备方法、以及空气净化器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102350499B (zh) * | 2011-09-28 | 2013-05-08 | 河北工业大学 | 一种Cu/Cu2O核壳复合微球的制备方法 |
| CN106219591B (zh) * | 2016-08-04 | 2017-09-22 | 浙江理工大学 | 一种Cu2O微球的制备方法 |
| CN106423166B (zh) * | 2016-10-20 | 2019-04-26 | 绍兴文理学院 | 一种氧化亚铜可见光催化剂的合成方法 |
-
2018
- 2018-05-11 CN CN201810448275.XA patent/CN108607567B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108607567A (zh) | 2018-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110918126B (zh) | 一种花状二硫化钼结合UiO-66光催化剂的制备方法 | |
| CN103433060B (zh) | 核-壳型TiO2/ZnIn2S4复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN103172030B (zh) | 氧化物粉体及其制备方法、催化剂、以及催化剂载体 | |
| CN106807361B (zh) | 一种铋-无定型钨酸铋-三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法 | |
| CN110180548A (zh) | 一维氧化铟中空纳米管/二维铁酸锌纳米片异质结复合材料及其在去除水体污染物中的应用 | |
| Umer et al. | Montmorillonite dispersed single wall carbon nanotubes (SWCNTs)/TiO2 heterojunction composite for enhanced dynamic photocatalytic H2 production under visible light | |
| CN108607567B (zh) | 一种Cu-Cu2O/SnO2高效可见光催化环境净化材料及其制备方法 | |
| CN106378160B (zh) | 一种制备CdS/MoS2复合空心方块光催化剂的方法 | |
| CN109317183A (zh) | 一种氮化硼量子点/超薄多孔氮化碳复合光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN105195119B (zh) | 一种玄武岩纤维-TiO2复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN102872846B (zh) | 一种粉煤灰微珠负载一维纳米二氧化钛复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN103599772A (zh) | 一种钛酸盐纳米管复合型光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109174145A (zh) | 一种碳化二钼/二氧化钛复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108273528A (zh) | 一种制备纳米棒状高碘氧铋光催化剂的方法 | |
| CN108620061A (zh) | 一种介孔氧化钨（WO3）掺杂钨酸铋（Bi2WO6）复合光催化剂的制备方法 | |
| CN109675547A (zh) | 一种中空立方体型锡酸锌光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN101618342A (zh) | 聚合物修饰的高活性纳米二氧化钛催化剂及其制备方法 | |
| CN109650439B (zh) | 大尺寸自组装二氧化钛微球及其制备方法和应用 | |
| CN108452805A (zh) | 一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN106076312B (zh) | 一种Nb(OH)5纳米线/还原氧化石墨烯复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN106000460B (zh) | 碳量子点敏化枝状聚乙烯亚胺修饰的TiO2光催化剂 | |
| CN106964352B (zh) | 新型光催化材料TiO2@Fe2O3、SrTiO3@Fe2O3的制备及应用 | |
| CN102794188A (zh) | 一种PtCl4/Bi2WO6光催化剂及其制备和应用 | |
| CN108421553A (zh) | 一种钒酸铈改性二硒化钼复合光催化剂的制备 | |
| CN107597101A (zh) | 简易水热法合成具有可见光响应的光催化剂Bi2WO6/SnO2纳米片的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |