[发明专利]CuO@氮掺杂碳复合催化材料在光热催化产非自由基中的应用

权利要求书

1.CuO@氮掺杂碳复合催化材料在光热催化产非自由基中的应用，向含有污染物的废水中加入CuO@氮掺杂碳复合催化材料，在室温、pH为3.0-11.0、全光谱光源照射条件下对其搅拌，体系迅速升温并产生大量的非自由基对污染物进行催化降解，催化降解时间为4-6 h，每100-200 mL废水投加CuO@氮掺杂碳复合催化材料20-40mg；

所述光源为太阳光或氙灯；

所述的CuO@氮掺杂碳复合催化材料包括三维纳米多孔氮掺杂碳和纳米CuO，在三维纳米多孔氮掺杂碳内部均匀分布并固定有纳米CuO颗粒；

所述的CuO@氮掺杂碳复合催化材料是按如下方法制得：

（1）将羧甲基壳聚糖粉末与水混合，加热搅拌至混合均匀，制备羧甲基壳聚糖凝胶液；所述的羧甲基壳聚糖为O-羧甲基壳聚糖，取代度为62%，等电点为3-3.5，羧甲基壳聚糖粉末与水的质量比为2wt%-6wt%，加热温度为50℃，搅拌时间为5-6 h；

（2）将羧甲基壳聚糖凝胶液逐滴滴入Cu²⁺溶液中，机械搅拌，得到交联Cu²⁺后的羧甲基壳聚糖水凝胶球；所述的Cu²⁺溶液为CuCl₂溶液，Cu²⁺溶液浓度为0.1-0.3 mol/L，羧甲基壳聚糖凝胶液与Cu²⁺溶液的体积比为1∶3-1∶4，交联时间为24 h；

（3）将交联Cu²⁺后的水凝胶球洗涤后置于NaOH溶液中，机械搅拌，进行沉淀反应，再将沉淀物进行冷冻干燥；

（4）将冷冻干燥后的凝胶球置于管式炉中，在氩气保护下，加热煅烧后，得到具有三维网状结构的纳米CuO@氮掺杂碳复合催化材料。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，每150 mL废水投加CuO@氮掺杂碳复合催化材料30mg。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的污染物为双酚类污染物，所述的污染物为双酚A、双酚F或双酚S。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，废水中污染物的浓度为10-40mg/L。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤（3）中，所述的洗涤为用去离子水冲洗水凝胶，以洗净水凝胶球表面的Cu²⁺，所述的NaOH溶液浓度为0.1-1 mol/L，Cu²⁺溶液与NaOH溶液体积比为1∶2，沉淀时间为12 h；步骤（4）中，加热过程升温速率为10℃/min，煅烧温度为800℃，煅烧时间为30 min，氩气流量为500-600 sccm，研磨成粉末粒径为100目。