CN110038569A - 一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用 - Google Patents
一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110038569A CN110038569A CN201910428294.0A CN201910428294A CN110038569A CN 110038569 A CN110038569 A CN 110038569A CN 201910428294 A CN201910428294 A CN 201910428294A CN 110038569 A CN110038569 A CN 110038569A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- janus
- net
- aqueous solution
- anodic oxidation
- coupling agent
- 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.)
- Granted
Links
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 97
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 42
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 16
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims abstract description 14
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- -1 silicane alkane Chemical class 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- FZMJEGJVKFTGMU-UHFFFAOYSA-N triethoxy(octadecyl)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC FZMJEGJVKFTGMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MLXDKRSDUJLNAB-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F MLXDKRSDUJLNAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VQIWEYGMCDFBSW-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-henicosafluorododecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F VQIWEYGMCDFBSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 11
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N methylene chloride Substances ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L copper(II) hydroxide Inorganic materials [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N copper;dihydrate Chemical compound O.O.[Cu] AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- SCPWMSBAGXEGPW-UHFFFAOYSA-N dodecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC SCPWMSBAGXEGPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000007777 multifunctional material Substances 0.000 description 1
- 239000002365 multiple layer Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction 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
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B01J35/39—
-
- 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
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
-
- 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
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
-
- 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
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- 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
- C02F2101/40—Organic compounds containing sulfur
-
- 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
Abstract
本发明公开了一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：将清洗后的铜网在NaOH水溶液中阳极氧化，然后浸入硅烷偶联剂的正己烷溶液中，室温静置6‑24h，洗涤，干燥，接着热处理，再于紫外光下照射40‑120min，最后用水合肼水溶液蒸气气相还原8‑12min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。本发明还公开了所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网的制备方法。本发明还公开了上述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网在连续分离‑净化含油废水中的应用。本发明能分离油水混合物，并在可见光下降解含油废水中的可溶性有机物，连续分离‑净化含油废水。
Description
技术领域
本发明涉及含油废水处理技术领域，尤其涉及一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用。
背景技术
含油污水的治理因其来源广、处理效率低的特点已经成为一个世界性的难题。首先，人们的日常饮食生活、皮革制造、传统工业的发展如钢铁工业、石油化工都会产生大量的含油污水。其次，含油废水含有不溶性油和可溶性有机污染物，对于不溶性油的分离当前主要有超声分离、电场分离、凝结分离、离心分离以及重力分离等方法，但是由于涉及的装置较为复杂且难以分离彻底，效率较低。因此，研究人员针对油水分离开发出具有特殊润湿性的多孔材料，这种材料种类丰富并且在进行油水分离时具有很高的分离效率，但是对于可溶性的污染物的处理效果较差。
光催化作为一种绿色技术，由于其潜在的太阳能利用和对污染物的高去除效率，特别适用于可溶性有机污染物的降解。然而，大多数光催化剂是粉末和纳米颗粒的形式，难以分离和再循环并限制其工业应用。因此，将催化剂固定在异质载体上通常是解决这些问题的替代策略。事实上，加载过程有利于载体表面的粗糙化，有助于产生超润湿表面的结构。基于表面微观结构改性策略，许多带有光催化剂的多孔材料也用于油水分离。值得注意的是，一旦这些材料被用于分离油水混合物，关注点在于其分离性能，而忽略它们降解水中可溶性污染物的光催化活性。一个原因是，如果材料在“水移除”模式下工作，含有可溶性污染物的水将通过分离材料，这限制了光降解反应。为了净化分离的水，需要采用额外的光降解操作。另一个原因是，如果材料处于“油移除”模式，疏水表面将阻碍分离材料对水中污染物的光降解。因此，发展用于原位分离油水混合物和高效去除可溶性污染物的多孔材料非常必要。目前，仅两种设计策略被采用，即构建具有光催化作用的亲水-疏水双层结构或限制具有光催化作用的亲水材料的分离通量。如何构建含油废水连续净化多功能材料仍然是一个挑战。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用，本发明工艺简单、成本低、无污染、可控性强；本发明具有选择透过性、光催化特性、水滴单向传输性，在分离油水混合物后，能在可见光下对废水中的可溶性有机物降解，连续分离-净化含油废水，可适用于含油废水处理领域。
本发明提出的一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：将清洗后的铜网在NaOH水溶液中阳极氧化，然后浸入硅烷偶联剂的正己烷溶液中，室温静置6-24h，洗涤，干燥，接着热处理，再于紫外光下照射40-120min，最后用水合肼水溶液蒸气气相还原8-12min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
上述“Janus”为本领域常规用语。
优选地，硅烷偶联剂为12-18烷基三乙氧基硅烷、12-18烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷中的一种。
上述“12-18烷基”是指含有12-18个碳原子的烷基。
优选地，硅烷偶联剂为十八烷基三乙氧基硅烷。
优选地，热处理的温度为100-120℃。
优选地，热处理的时间为30-60min。
优选地，紫外光的波长为100-200nm。
优选地，在减压环境下气相还原。
优选地，硅烷偶联剂的正己烷溶液的质量分数为0.5-2wt％。
优选地，水合肼水溶液的质量分数为50-80wt％。
优选地，阳极氧化的时间为5-20min。
优选地，阳极氧化的时间为5-15min。
优选地，阳极氧化的电流为5-20mA/cm2。
优选地，NaOH水溶液的浓度为2-3M。
优选地，依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网。
优选地，室温静置6-24h，用正己烷洗涤。
本发明还提出了上述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网的制备方法，包括如下步骤：将清洗后的铜网在NaOH水溶液中阳极氧化，然后浸入硅烷偶联剂的正己烷溶液中，室温静置6-24h，洗涤，干燥，接着热处理，再于紫外光下照射40-120min，最后用水合肼水溶液蒸气气相还原8-12min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
优选地，硅烷偶联剂为12-18烷基三乙氧基硅烷、12-18烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷中的一种。
优选地，硅烷偶联剂为十八烷基三乙氧基硅烷。
优选地，热处理的温度为100-120℃。
优选地，热处理的时间为30-60min。
优选地，紫外光的波长为100-200nm。
优选地，在减压环境下气相还原。
优选地，硅烷偶联剂的正己烷溶液的质量分数为0.5-2wt％。
优选地，水合肼水溶液的质量分数为50-80wt％。
优选地，阳极氧化的时间为5-20min。
优选地，阳极氧化的时间为5-15min。
优选地，阳极氧化的电流为5-20mA/cm2。
优选地，NaOH水溶液的浓度为2-3M。
优选地，依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网。
优选地，室温静置6-24h，用正己烷洗涤。
本发明还提出了上述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网在连续分离-净化含油废水中的应用。
上述水均为去离子水。
本发明利用铜网作为基底材料，通过电化学腐蚀、化学修饰处理、紫外光照射及原位还原过程，制备出一种能有效除油和原位光降解的Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网；选用适宜的硅烷偶联剂进行化学修饰处理，以便下一步紫外光的照射降解，特定波长范围内进行适宜时间的紫外光选择照射，使得处理后的铜网具有特定的性能，其中，照射40-90min，原位水合肼水溶液蒸气还原后，铜网具有选择透过性和光催化特性2种性能；照射90-120min，原位水合肼水溶液蒸气还原后，使得铜网具有选择透过性、光催化特性和水滴单向传输性3种性能；本发明工艺简单、成本低、无污染、可控性强；本发明具有选择透过性、光催化特性、水滴单向传输性，能高效率地分离油水混合物后，直接对截止的水中可溶性污染物进行光降解，能连续净化含油废水，适用于含油废水处理领域。
含油废水净化有三种类型，一种是分离的同时光催化，但是必须采用多层叠加控制分离速度，如果分离的速度过快，水溶液中可溶性污染物在分离过程得到不到充分降解，影响含油废水的净化；一种是先分离，然后取下来再做光催化，因为这种是亲水的材料，在分离的时候流走的是水溶液，截止下来的是油，所以为了降解水中的污染物，必须取下来放到水溶液里面再做光催化；第三种是采用亲水-疏水双层材料，亲水层在疏水层上方，在分离时，油被分离，水被截止，然后在亲水层表面光催化剂的作用下进行可溶性污染物光降解。本发明采用单层材料，先分离，可快速流走油，截止下来的水溶液，不用取下来，直接就可以做光催化了，能够连续净化含油废水。
附图说明
图1为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网表面的扫描电镜图。
图2为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网表面Cu(OH)2@Cu2O纳米针的HRTEM照片。
图3为实施例1中各阶段的光学照片，其中，Cu mesh为铜网，Cu(OH)2/Cu mesh为阳极氧化后的铜网，Irradiated Cu(OH)2/Cu mesh为紫外光照射后的铜网。
图4为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网对不同纯油的分离通量与油水分离效率结果图。
图5为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网在可见光照下降解亚甲基蓝的曲线图。
图6为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网连续分离-净化含油废水的过程图。
图7为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网水滴单向传输性检测结果图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网，将清洗后的铜网在浓度为2M NaOH水溶液中，调节电流为10mA/cm2阳极氧化10min，然后浸入质量分数为1wt％十八烷基三乙氧基硅烷的正己烷溶液中，室温静置12h，用正己烷洗涤，干燥，接着于110℃烘箱中放置30min，再于波长为185nm的紫外光下照射60min，最后置于真空干燥器中，真空干燥器中还有一个装有3ml质量分数为80wt％水合肼水溶液的敞口玻璃容器，减压气相还原10min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
实施例2
一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网，将清洗后的铜网在浓度为3M NaOH水溶液中，调节电流为5mA/cm2阳极氧化15min，然后浸入质量分数为0.5wt％十二烷基三甲氧基硅烷的正己烷溶液中，室温静置24h，用正己烷洗涤，干燥，接着于100℃烘箱中放置60min，再于波长为100nm的紫外光下照射40min，最后置于真空干燥器中，真空干燥器中还有一个装有5ml质量分数为50wt％水合肼水溶液的敞口玻璃容器，减压气相还原12min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
实施例3
一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网，将清洗后的铜网在浓度为2M NaOH水溶液中，调节电流为10mA/cm2阳极氧化10min，然后浸入质量分数为1wt％十八烷基三乙氧基硅烷的正己烷溶液中，室温静置12h，用正己烷洗涤，干燥，接着于120℃烘箱中放置30min，再于波长为185nm的紫外光下照射120min，最后置于真空干燥器中，真空干燥器中还有一个装有3ml质量分数为80wt％水合肼水溶液的敞口玻璃容器，减压气相还原10min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
实施例4
一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网，将清洗后的铜网在浓度为2.8M NaOH水溶液中，调节电流为15mA/cm2阳极氧化8min，然后浸入质量分数为1.5wt％1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三甲氧基硅烷的正己烷溶液中，室温静置10h，用正己烷洗涤，干燥，接着于105℃烘箱中放置50min，再于波长为200nm的紫外光下照射90min，最后置于真空干燥器中，真空干燥器中还有一个装有2ml质量分数为60wt％水合肼水溶液的敞口玻璃容器，减压气相还原9min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
实施例5
一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，按照如下方法制备：依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网，将清洗后的铜网在浓度为2.5M NaOH水溶液中，调节电流为8mA/cm2阳极氧化12min，然后浸入质量分数为0.8wt％1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷的正己烷溶液中，室温静置20h，用正己烷洗涤，干燥，接着于115℃烘箱中放置45min，再于波长为187nm的紫外光下照射70min，最后置于真空干燥器中，真空干燥器中还有一个装有4ml质量分数为65wt％水合肼水溶液的敞口玻璃容器，减压气相还原11min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
试验例1
取实施例1得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网和各个处理阶段的铜网，进行检测，结果参见图1-3，图1为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网表面的扫描电镜图；图2为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网表面Cu(OH)2@Cu2O纳米针的HRTEM照片；图3为实施例1中各阶段的光学照片，其中，Cu mesh为铜网，Cu(OH)2/Cu mesh为阳极氧化后的铜网，Irradiated Cu(OH)2/Cu mesh为紫外光照射后的铜网。
由图1-3可以看出Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网表面附有Cu(OH)2@Cu2O纳米针状结构。
试验例2
取实施例1得到的Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，进行性能检测，结果参见图4-5，图4为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网对不同纯油的分离通量与油水分离效率结果图；图5为JanusCu(OH)2@Cu2O/Cu网在可见光照下降解亚甲基蓝的曲线图；图6为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网一步连续分离-净化含油废水的过程图。
由图4-5可以看出Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网具有油水选择透过性和光催化降解特性；
由图6可以看出，将MB水溶液-二氯甲烷(苏丹II染色)混合液(上层为MB水溶液，下层为二氯甲烷)倒在Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网上，实现油水分离，再于可见光下照射截止的MB水溶液，最后蓝色废水变为无色，Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网具有连续分离-净化含油废水的能力。
试验例3
对实施例3得到的Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，进行水滴单向传输性性能检测，结果参见图7，图7为Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网水滴单向传输性检测结果图。
由图7可以看出紫外光照射120min得到的Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，水滴在疏水面呈现出单向的传输。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，按照如下方法制备：将清洗后的铜网在NaOH水溶液中阳极氧化，然后浸入硅烷偶联剂的正己烷溶液中，室温静置6-24h，洗涤，干燥，接着热处理，再于紫外光下照射40-120min，最后用水合肼水溶液蒸气气相还原8-12min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
2.根据权利要求1所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，硅烷偶联剂为12-18烷基三乙氧基硅烷、12-18烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷中的一种；优选地，硅烷偶联剂为十八烷基三乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1或2所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，热处理的温度为100-120℃；优选地，热处理的时间为30-60min。
4.根据权利要求1-3任一项所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，紫外光的波长为100-200nm。
5.根据权利要求1-4任一项所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，在减压环境下气相还原。
6.根据权利要求1-5任一项所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，硅烷偶联剂的正己烷溶液的质量分数为0.5-2wt％；优选地，水合肼水溶液的质量分数为50-80wt％。
7.根据权利要求1-6任一项所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网，其特征在于，阳极氧化的时间为5-20min；优选地，阳极氧化的时间为5-15min；优选地，阳极氧化的电流为5-20mA/cm2；优选地，NaOH水溶液的浓度为2-3M；优选地，依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网；优选地，室温静置6-24h，用正己烷洗涤。
8.一种如权利要求1-7任一项所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将清洗后的铜网在NaOH水溶液中阳极氧化，然后浸入硅烷偶联剂的正己烷溶液中，室温静置6-24h，洗涤，干燥，接着热处理，再于紫外光下照射40-120min，最后用水合肼水溶液蒸气气相还原8-12min得到Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。
9.根据权利要求8所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网的制备方法，其特征在于，硅烷偶联剂为12-18烷基三乙氧基硅烷、12-18烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷中的一种；优选地，硅烷偶联剂为十八烷基三乙氧基硅烷；优选地，热处理的温度为100-120℃；优选地，热处理的时间为30-60min；优选地，紫外光的波长为100-200nm；优选地，在减压环境下气相还原；优选地，硅烷偶联剂的正己烷溶液的质量分数为0.5-2wt％；优选地，水合肼水溶液的质量分数为50-80wt％；优选地，阳极氧化的时间为5-20min；优选地，阳极氧化的时间为5-15min；优选地，阳极氧化的电流为5-20mA/cm2；优选地，NaOH水溶液的浓度为2-3M；优选地，依次用丙酮、稀盐酸、水和乙醇清洗铜网；优选地，室温静置6-24h，用正己烷洗涤。
10.一种如权利要求1-7任一项所述Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网在连续分离-净化含油废水中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910428294.0A CN110038569B (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910428294.0A CN110038569B (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110038569A true CN110038569A (zh) | 2019-07-23 |
| CN110038569B CN110038569B (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=67283111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910428294.0A Active CN110038569B (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110038569B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110755887A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-07 | 赣南师范大学 | 一种超浸润Janus材料的制备方法及其应用 |
| CN113082853A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 华南理工大学 | 一种可分离乳化油水三维Janus不锈钢网及其制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104264209A (zh) * | 2014-10-11 | 2015-01-07 | 东南大学 | 一种可控润湿性泡沫铜及其制备和多功能油水分离方法 |
| CN105126917A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-09 | 河北科技大学 | 一种铜/氧化亚铜/环化聚丙烯腈可见光催化剂的制备方法 |
| CN105536296A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 华南理工大学 | 用于油水分离的超疏水/超亲油铜网及其制备方法与应用 |
| CN105671951A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-15 | 苏州榕绿纳米科技有限公司 | 一种基底表面浸润性调控的方法 |
| CN105926020A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-07 | 中山大学 | 一种用于油水分离的超亲水泡沫钛的制备方法 |
| CN106119927A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-16 | 北京航空航天大学 | 电化学处理制备各向异性油水分离铜网的方法 |
| CN106186171A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-07 | 华南理工大学 | 一种具有光催化的油水分离网膜及其制备方法与应用 |
| CN106519753A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-22 | 华南理工大学 | 一种基于金属铁制品的超疏水涂层及其制备方法 |
| CN106955601A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-07-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有单向水渗透功能的油水分离膜的制备方法 |
| CN107630227A (zh) * | 2017-08-04 | 2018-01-26 | 天津理工大学 | 一种基于金属编织网制备三维纳米多孔铜网电催化剂的方法 |
| US20180178144A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-06-28 | Soochow University | Material used for rapid separation of oil and water and preparation method and application thereof |
-
2019
- 2019-05-22 CN CN201910428294.0A patent/CN110038569B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104264209A (zh) * | 2014-10-11 | 2015-01-07 | 东南大学 | 一种可控润湿性泡沫铜及其制备和多功能油水分离方法 |
| CN105126917A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-09 | 河北科技大学 | 一种铜/氧化亚铜/环化聚丙烯腈可见光催化剂的制备方法 |
| CN105536296A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 华南理工大学 | 用于油水分离的超疏水/超亲油铜网及其制备方法与应用 |
| CN105671951A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-15 | 苏州榕绿纳米科技有限公司 | 一种基底表面浸润性调控的方法 |
| CN105926020A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-07 | 中山大学 | 一种用于油水分离的超亲水泡沫钛的制备方法 |
| CN106119927A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-16 | 北京航空航天大学 | 电化学处理制备各向异性油水分离铜网的方法 |
| CN106186171A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-07 | 华南理工大学 | 一种具有光催化的油水分离网膜及其制备方法与应用 |
| CN106519753A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-22 | 华南理工大学 | 一种基于金属铁制品的超疏水涂层及其制备方法 |
| US20180178144A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-06-28 | Soochow University | Material used for rapid separation of oil and water and preparation method and application thereof |
| CN106955601A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-07-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有单向水渗透功能的油水分离膜的制备方法 |
| CN107630227A (zh) * | 2017-08-04 | 2018-01-26 | 天津理工大学 | 一种基于金属编织网制备三维纳米多孔铜网电催化剂的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110755887A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-07 | 赣南师范大学 | 一种超浸润Janus材料的制备方法及其应用 |
| CN113082853A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 华南理工大学 | 一种可分离乳化油水三维Janus不锈钢网及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110038569B (zh) | 2021-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107893218B (zh) | 二氧化钛/磺化氧化石墨烯/银纳米粒子复合膜及其制备方法与应用 | |
| CN103285891B (zh) | 卤氧化铋-氧化钛纳米管阵列复合光催化薄膜的制备方法 | |
| CN110038569A (zh) | 一种Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网及其制备方法、应用 | |
| Kim et al. | Self-rotating photocatalytic system for aqueous Cr (VI) reduction on TiO2 nanotube/Ti mesh substrate | |
| CN104415754A (zh) | 一种固定化多相芬顿催化剂的合成方法 | |
| CN108585106A (zh) | 一种基于疏水作用的选择性光催化氧化去除壬基酚的方法 | |
| CN105776494B (zh) | 一种苯酚废水的处理方法 | |
| CN103230802B (zh) | 一种可见光响应的复合光催化剂的制备方法及其除砷方法 | |
| CN103030189A (zh) | 一种光催化氧化饮用水中三价砷并吸附去除的方法 | |
| CN102188902A (zh) | 有机气体的光催化燃料电池光电催化及其与相转移相联合的处理方法 | |
| CN106799200A (zh) | 一种WS2@MoS2复合可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109954518B (zh) | 一种磁性石墨烯-TiO2光化生物污水处理方法及装置 | |
| CN114192171A (zh) | Cu:ZnIn2S4-Ti3C2复合光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN105148972A (zh) | 可见光条件下还原水中硝态氮的新型催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN105731711B (zh) | 基于碳纳米管/氧化锌ptfe光催化膜的废水处理装置及其应用 | |
| CN108722445B (zh) | 一种超薄卤氧化铋基固溶体光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108355686B (zh) | 一种PtO/Pt4+-BiOCl光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN1257766C (zh) | 光－磁协同催化技术及其在降解有机污染物上的应用 | |
| CN109395724A (zh) | 一种焦硅酸银-二氧化钛可见光光催化剂及其制备方法 | |
| CN108940143A (zh) | 一种色素为模板的钛硅气凝胶的制备方法及其应用 | |
| CN112221359A (zh) | 一种新型光催化复合膜的制备方法与应用 | |
| CN106076422B (zh) | 一种海泡石负载卟啉敏化Bi2WO6可见光催化剂的制备方法 | |
| CN106048722B (zh) | 一种从含钛废液中回收暴露(001)晶面TiO2的方法 | |
| CN112495400A (zh) | 一种具有S空位的SnS2纳米片的制备及其在光降解Cr(Ⅵ)上的应用 | |
| CN107008245A (zh) | 用于高含盐废水有机污染物处理的TiO2‑碳纤维复合光催化剂及其制备 |
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 |