[发明专利]一种稻草捆状氧化铜纳米光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种稻草捆状氧化铜纳米光催化剂的制备。

背景技术

人类社会和经济可持续发展日益面临能源短缺和环境恶化两大问题，正处在城镇化和工业化加速发展阶段的中国，对清洁能源及环境保护技术的研发需求尤为紧迫。理论上，从自然界获取可以利用太阳光能量并低成本制取氢能源是解决上述问题的理想途径，发展相关技术和新材料有广阔前景（张彤，2009）。

作为用途广泛的多功能无机材料，p型窄带半导体材料，纳米氧化铜具有独特的电、磁、催化特性，在气体传感、磁相转换、超导以及催化等领域有着广泛的用途。氧化铜已经广泛用于气敏传感器、 太阳能电池、 磁存储器件等元件的生产。纳米氧化铜粒径介于1～100nm，由于具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量子隧道效应等，与普通氧化铜相比，在磁性、热阻、光吸收、化学活性、催化剂和熔点等方面表现出奇特的物理化学性能，成为用途广泛的无机材料之一。但是，现有技术中，氧化铜纳米光催化剂的制备方法复杂，成本高，稳定性不能满足应用要求要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易行，稳定性好，结构新颖的稻草捆状氧化铜纳米光催化剂的制备方法。

一种稻草捆状氧化铜纳米光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）在搅拌状态下，向硫酸铜溶液中依次加入氢氧化钠溶液和乌洛托品，得到混合溶液；

（2）将步骤（1）所述混合溶液加入高压反应釜中，在80℃-140℃条件下反应10-48小时；

（3）步骤（2）反应结束后，离心取沉淀，洗涤、烘干、煅烧后即得所述稻草捆状氧化铜纳米光催化剂。

所述硫酸铜溶液中的硫酸铜、氢氧化钠溶液的中氢氧化钠和乌洛托品的摩尔比为（0.01-3）：1：（1-20）。

所述洗涤方法为用水洗涤。

所述烘干温度为50-70℃。

所述煅烧温度为300℃-700℃，煅烧时间为1-3小时。

有益效果：

 本发明的稻草捆状氧化铜纳米光催化剂结构新颖，且其制作方法简易，成本低廉，重现性，稳定性好。与现有国内外文献相比，方法简易，制得的光催化剂晶体形貌由双向衍生生长而成的稻草捆状，晶体粒径在40um左右，结构新颖，高度均一，重现性好，且晶体稳定性好，催化性能良好。

附图说明

图1为催化剂1的扫描电子显微镜图像。

图2为催化剂1的X射线电子衍射图像。

图3是亚甲基蓝降解的曲线，其中C0为亚甲基蓝的初始浓度，C为经过紫外光照射一段时间后测量的亚甲基蓝浓度，t为时间。曲线a为没有催化剂的对照中亚甲基蓝光降解曲线，曲线b是光催化剂1催化条件下亚甲基蓝的光降解曲线。

具体实施方式

实施例1

取20mL的水，倒入烧杯中，配制成浓度为0.75 mol/L的硫酸铜溶液。在搅拌状态下，向硫酸铜溶液中依次加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液20mL和50mmol乌洛托品，搅拌3分钟，得到混合溶液。

将混合溶液放入高压反应釜中，在120℃水热反应24小时后，离心取沉淀，用水洗涤3次、60℃烘干、在300℃煅烧3小时得到催化剂1。

图1展示了催化剂1的扫描电子显微镜图，从图中可以发现催化剂1的氧化铜为均一稻草捆状。图2展示了催化剂1的X射线衍射（XRD）图，从图中可以发现催化剂1为纯相的氧化铜。

实施例2

取20mL的水，倒入烧杯中，配制成浓度为0.01mol/L的硫酸铜溶液。在搅拌状态下，向硫酸铜溶液中依次加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液40mL和20mmol乌洛托品，搅拌3分钟，得到混合溶液。

将混合溶液放入高压反应釜中，在80℃水热反应48小时后，离心取沉淀，用水洗涤3次、50℃烘干、在500℃煅烧1.5小时得到催化剂2。

从催化剂2的X射线衍射（XRD）图，可以发现催化剂2为纯相的氧化铜。从催化剂2的扫描电子显微镜图中可以，氧化铜为均一稻草捆状。

实施例3

取20mL的水，倒入烧杯中，配制成浓度为1.5mol/L的硫酸铜溶液。在搅拌状态下，向硫酸铜溶液中依次加入1mol/L的氢氧化钠溶液10mL和200mmol乌洛托品，搅拌3分钟，得到混合溶液。

将混合溶液放入高压反应釜中，在180℃水热反应10小时后，离心取沉淀，用水洗涤3次、70℃烘干、在700℃煅烧1小时得到催化剂3。