[发明专利]一种Ag/Cu2

说明书

本发明属于环境材料制备技术领域，具体涉及一种Ag/Cu₂O复合材料及其制备方法与应用。本发明以多巴胺作为连接剂和还原剂将PDA原位生长覆盖在Cu₂O的表面，利用PDA表面丰富的基团将Ag⁺吸附在Cu₂O表面，最后PDA自身还原能力将Ag⁺还原为Ag纳米粒子，实现Ag/Cu₂O复合材料的制备并用于去除水体中抗生素的残留。本发明制备的Ag/Cu₂O复合材料有效对PS进行活化产生强氧化能力的自由基，从而表现出催化剂对四环素良好的去除能力，实现水净化。本发明公开的制备方法拓展了Cu(I)基材料活化PS降解污染物方面的应用；所使用的材料为生物衍生材料，无毒且绿色环保，操作简便，抗生素去除效果好，是一种安全高效的处理技术。

技术领域

本发明属于环境材料制备技术领域，具体涉及一种Ag/Cu₂O复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

四环素（tetracycline，TC）是一种广泛存在于水环境的药物残留物，对人体健康构成严重威胁，去除水环境中抗生素类污染物尤为重要和急迫。近年来，基于硫酸盐自由基的先进氧化技术（Advanced Oxidation Process）由于良好的降解环境污染物的能力而得到了广泛的关注。主要活化方法为利用过一硫酸盐（peroxymonosulfate，PMS）或者过二硫酸盐（persulfate，PS）经热、紫外或超声波活化后，可转化为硫酸根自由基（SO₄^.-）。相比这些活化方法，利用过渡金属活化过硫酸盐更受关注，因为需要消耗的能量更低。其中，铜被认为是最有效的金属之一，铜主要发生在铜（Cu（II））氧化态，因为Cu（I）是不稳定的，并且容易被某些氧化剂氧化。然而，Cu（II）对PMS/PS的活化性能较差，因为Cu（II）只能起到电子受体的作用，而Cu（I）则有可能活化PMS/PS并诱导SO₄^.-和‧OH的生成。虽然Cu（I）可以作为PMS/PS的优良活化剂，但该体系存在一定的局限性，如Cu（I）的不稳定性，这会导致氧化速率的降低。能否利用于铜活化PS产生硫酸根自由基进行废水污染物的处理目前还没有相关的研究报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种Ag/Cu₂O复合材料及其制备方法与应用。所述的Ag/Cu₂O复合材料以多巴胺（polydopamine，PDA）作为还原剂沉积Ag纳米粒子，修饰Cu₂O并用于活化PS产生硫酸根自由基进行废水污染物的处理，尤其应用在水环境中抗生素的处理。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种Ag/Cu₂O复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）Cu₂O材料的制备：三水合硝酸铜溶液，滴加氢氧化钠溶液、葡萄糖，水浴反应一段时间后将得到的固体产物洗涤，真空烘干得到Cu₂O粉末；

（2）PDA/Cu₂O的制备：将步骤（1）制备的Cu₂O超声分散在去离子水中，加入盐酸多巴胺，混合均匀后加入Tris-HCl缓冲溶液继续搅拌，产物离心、洗涤后真空烘干得到PDA/Cu₂O；

（3） PDA激发的Ag/Cu₂O复合材料的制备：将步骤（2）制备的PDA/Cu₂O超声分散在去离子水中加入硝酸银溶液，搅拌反应后产物离心，去离子水和乙醇洗涤，真空烘干得到Ag/Cu₂O复合材料。

步骤（1）中所述三水合硝酸铜溶液的浓度为83.33~125 mmol/L。