[发明专利]一种Cu系多金属氧酸盐-功能化氧化石墨烯纳米材料的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种Cu系多金属氧酸盐‑功能化氧化石墨烯纳米材料的制备方法，包括以下步骤：S1：向沸腾的(NH₄)₆Mo₇O₂₄﹒4H₂O水溶液中滴加CuSO₄的水溶液并实时搅拌过滤，析出Cu系Anderson型多酸晶体；S2：将氧化石墨烯在乙醇中超声分散，之后向其中加入乙二胺，加热反应，得到功能化的氧化石墨烯；S3：利用Cu系Anderson型多酸晶体配制Cu系Anderson型多酸水溶液，将功能化的氧化石墨烯浸泡于Cu系Anderson型多酸水溶液中，之后加热回流12～14h，获得Cu系多金属氧酸盐‑功能化氧化石墨烯纳米材料成品。与现有技术相比，本发明制备方法简单，原料易得，与传统杂多酸光降解反应需要紫外灯相比，制备得到的催化材料可在太阳光条件下用于水体中有机污染物去除，催化反应活性高，可循环使用。

技术领域

本发明涉及化学催化新材料领域，尤其是涉及一种Cu系多金属氧酸盐-功能化氧化石墨烯纳米材料的制备方法及其应用。

背景技术

有机染料废水对饮用水和生态环境造成危害，已经对人们的正常生活和生活环境构成威胁。目前，染料的种类是多种多样的，大致可以分为三类：阳离子染料，阴离子染料和非离子染料。而处理染料废水的传统方法包括吸附和光催化，吸附方法操作简单，但是会发生脱附过程，对已处理的污水造成二次污染；而光催化降解效率高、可以完全降解各种有机染料，但是对反应环境的pH值和溶液中无机离子等其他条件要求比较苛刻。尽管这些方法有一定的效果，但成本高昂，反应不完全，需要后处理，对环境造成二次污染。另外，随着中国化学工业的发展，有机染料的种类越来越多种化，导致使用传统处理染料废水的方法变得越来越乏力。

多金属氧酸盐是一类离子金属氧簇类化合物。多金属氧酸盐(POM)也称多金属氧簇，具有优异的氧化还原性能，可修饰性强，其多样的结构可广泛应用于许多环保型氧化反应中。

目前有机污染物的主要降解方法为自由基降解法和光催化法，自由基降解法需要使用大量用于产生自由基的原材料，成本较高；光催化法通常需要紫外的辅助照射才能完成降解，难以实现工业化的推广，因此亟需设计一种可通过太阳光就可实现有机物降解的催化材料。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种Cu系多金属氧酸盐-功能化氧化石墨烯纳米材料的制备方法及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种Cu系多金属氧酸盐-功能化氧化石墨烯纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：配制(NH₄)₆Mo₇O₂₄﹒4H₂O水溶液并加热至沸腾，向沸腾的(NH₄)₆Mo₇O₂₄﹒4H₂O水溶液中滴加CuSO₄的水溶液并实时搅拌，最终使得两者的混合溶液中CuSO₄与(NH₄)₆Mo₇O₂₄﹒4H₂O的摩尔比为1:4～1:6，趁热过滤，将滤液冷却至室温，析出Cu系Anderson型多酸晶体，将晶体收集；

S2：将氧化石墨烯在乙醇中超声分散，之后向其中加入乙二胺，加热反应，反应结束后降温冷却，真空干燥去除溶剂，得到功能化的氧化石墨烯；

S3：利用Cu系Anderson型多酸晶体配制Cu系Anderson型多酸水溶液，将功能化的氧化石墨烯浸泡于Cu系Anderson型多酸水溶液中，超声分散，之后加热回流12～14h，之后过滤并真空干燥，获得Cu系多金属氧酸盐-功能化氧化石墨烯纳米材料成品。