[发明专利]一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法及纳米氧化铜的应用

说明书

本发明涉及一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法及及纳米氧化铜的应用，包括如下步骤：(1)将可溶性铜盐与氢氧化钠分别溶于水中形成铜盐水溶液和氢氧化钠溶液，搅拌下将所述氢氧化钠溶液逐滴加入所述铜盐水溶液中，得到前体溶液；(2)将所述前体溶液置于微波水热反应釜中进行微波水热反应，反应结束后冷却至室温，洗涤、烘干后得到纳米氧化铜。本发明采用微波水热法制备了纳米氧化铜，本发明方法加热均匀且反应周期短，操作简单，工作效率高，对有机染料如甲基橙、甲基红、刚果红、亚甲基蓝等具有较好的吸附效果，对污水处理有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法及纳米氧化铜的应用。

背景技术

我国的淡水资源较为匮乏，特别是在经济快速增长期，由于大量工业及家庭废水的排放，水资源短缺加剧。随着纺织印染行业的发展，又有大量有毒有害有机污染物的废水排入到环境中，对人类生存产生极大地威胁。而有机染料是具有代表性的有机污染物，该污染物也成为目前污水治理的主要问题之一。对于废水常见的处理方法有物理吸附和化学处理，而在物理吸附中，良好的吸附剂是处理废水的关键。目前研究最多的吸附剂其中就有利用纳米材料进行吸附。

氧化铜纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应等纳米材料的特点，作为吸附剂是一种很好的材料。制备该纳米材料也有很多种方法，包括溶剂热法、水热法、化学气相沉积法等。其中，水热法是制备纳米氧化铜的最重要的方法之一，但普通水热法可能会有加热不均匀的缺点。

中国专利文献CN 101797495 A公开一种有机染料吸附剂金氧化亚铜及其制备方法，该方法是利用包覆在铜氢表面的聚乙烯基吡咯烷酮为保护剂与氯金酸在水溶液中反应，生成了金掺氧化亚铜纳米材料。此材料对带有磺酸基的染料有吸附效果，但是对于其他染料没有吸附性。此种纳米材料选择范围较窄，对于有机废水的处理中效果不明显。

中国专利文献CN 102491404 A公开一种氧化铜微纳米复合结构材料及制备方法，该方法是将氯化铜与氨水、氢氧化钠在十二烷基苯磺酸钠条件下，于水溶液中反应。此方法制得的氧化铜材料结构较大，对于有机物吸附方面效果不佳。

发明内容

为了解决现有技术中制备氧化铜存在加热不均匀、所制得的氧化铜尺寸结构较大、吸附有机染料效果不佳的技术问题，而提供一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法及纳米氧化铜的应用。本发明采用微波水热法制备的纳米氧化铜尺寸结构较小，对有机染料的吸附效果较好。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法，包括如下步骤：

(1)将可溶性铜盐与氢氧化钠分别溶于水中形成铜盐水溶液和氢氧化钠溶液，搅拌下将所述氢氧化钠溶液逐滴加入所述铜盐水溶液中，得到前体溶液；

(2)将所述前体溶液置于微波水热反应釜中进行微波水热反应，反应结束后冷却至室温，洗涤、烘干后得到纳米氧化铜。

进一步地，所述可溶性铜盐与所述氢氧化钠的摩尔比为1:(5～40)。

进一步地，所述可溶性铜盐为氯化铜、硝酸铜、醋酸铜、硫酸铜中的任意一种或几种。

进一步地，所述微波水热反应的温度为100℃～300℃，时间为20min～120min，压力为4MPa，功率为1000W。

进一步地，所述洗涤的过程为水洗和乙醇洗；所述烘干的温度为60℃～80℃

本发明另一方面提供一种由上述制备方法制得的纳米氧化铜在吸附有机染料上的应用，所述有机染料为甲基橙、甲基红、刚果红、亚甲基蓝中的任意一种或几种。