[发明专利]一种含铜有机金属配合物-TiO2

说明书

本发明公开了一种含铜有机金属配合物‑TiO₂复合材料的制备方法，具体步骤如下：（1）将含铜化合物加入到丙烯酸类磷酸酯中，并添加溶剂，制备均相的含铜有机磷酸酯配合物单体；（2）将步骤（1）获得的含铜有机磷酸酯配合物单体与纳米TiO₂混合，添加溶剂，并加入引发剂，反应一定时间后得到混合物；（3）将步骤（2）得到的混合物离心分离，除去上层液体，得固体产物，将固体产物洗涤、干燥，即得到含铜有机金属配合物‑TiO₂复合材料。本发明制备的光催化剂拓宽了的光谱响应范围，光转换效率高，在太阳光下降解甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B、刚果红等有机物方面的应用；另外制备方法简单，适合工业生产和应用。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种含铜有机金属配合物-TiO₂复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

利用太阳光能对环境中的有机污染物进行降解净化是解决能源短缺和环境污染的有效措施。20世纪70年代，即提出了光催化技术，发展到今天，已开发出多种光催化剂，其中半导体TiO₂是一种性能优异的光催化剂，但是它的禁带较宽（Eg=3.2 eV），只有波长较短的太阳光（λ387 nm）能被吸收。在太阳光全部辐射能中，波长在0.15-4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%。为了充分利用太阳能，人们对TiO₂进行修饰，通过光敏化提高TiO₂ 吸收可见光的能力。通过添加适当的光活性敏化剂，使其以物理或化学吸附于TiO₂表面，扩大TiO₂激发波长的范围，使之能充分利用可见光。目前，文献报道的几种常见敏化剂有无机敏化剂、纯有机染料和复合敏化剂。但是这些敏化方法，还存在一些问题，如光敏化剂与TiO₂的结合力较小，易从TiO₂脱落，降低敏化效率，产生二次污染；另外占太阳光谱能量43%的红外光的利用未被考虑。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种含铜有机金属配合物-TiO₂复合材料及其制备方法和应用，通过原位聚合法，将铜金属有机配合物以杂化聚合的方式，复合到TiO₂上，制备铜有机金属复合TiO₂催化剂，达到提高TiO₂对太阳光的吸收效率，尤其是近红外光的吸收的目的，从而提高TiO₂的光催化效率。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种含铜有机金属配合物-TiO₂复合材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）将含铜化合物加入到丙烯酸类磷酸酯中，并添加溶剂，促进含铜化合物在丙烯酸类磷酸酯中的溶解，制备均相的含铜有机磷酸酯配合物单体；含铜化合物与丙烯酸类磷酸酯的重量比为1:（1-10）；

（2）将步骤（1）获得的含铜有机磷酸酯配合物单体与纳米TiO₂混合，添加溶剂，并加入引发剂，在一定的温度和搅拌速率下，发生原位聚合反应，反应一定时间后得到混合物；含铜有机磷酸酯配合物单体与纳米TiO₂的重量比为（0.02-0.2）:1，引发剂的加入量为含铜有机磷酸酯配合物单体质量的0.03-0.1%；

（3）将步骤（2）得到的混合物离心分离，除去上层液体，得固体产物，将固体产物洗涤、干燥，即得到含铜有机金属配合物- TiO₂复合材料。

所述含铜化合物为乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜、苯乙酸铜或苯甲酸铜。

所述丙烯酸类磷酸酯以羟基丙烯酸或羟基甲基丙烯酸的甲酯、乙酯或丙酯为原料，通过与磷酸发生酯化反应获得。

所述溶剂为含羟基的化合物。