[发明专利]一种Cu2

说明书

本发明公开一种Cu₂O/CoFe₂O₄磁性复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：将铁酸钴超声分散在蒸馏水中，超声后加入一定量浓度为0.5mol/L的硫酸铜溶液，室温搅拌60 min；在持续搅拌的状态下，逐滴滴入氢氧化钠溶液，之后逐滴滴入抗坏血酸溶液；20℃下搅拌反应2h，得到氧化亚铜/铁酸钴分散液；将分散液抽滤并用无水乙醇和蒸馏水反复洗涤3‑5次，去除杂质，80℃烘干后得到Cu₂O/CoFe₂O₄磁性复合催化剂。工艺简单，制备的Cu₂O/CoFe₂O₄磁性复合催化剂纯度高，稳定性强，回收方便，可以循环利用，且其对四环素具有很高的降解率。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其是涉及一种Cu₂O/CoFe₂O₄磁性复合催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

现阶段，环境污染问题成为各个国家关注的问题和挑战。水是我们的生命之源，地球上的水资源覆盖率达到了70%，但是人们可使用的淡水资源却少之又少，再加上科学技术的发展，许多工厂将未处理的废水直接排入河道中，导致大面积的水资源遭到污染。在众多环境污染问题中，水污染问题也是最严峻的问题之一。而抗生素带来的水体污染危害极大，特别是制药工厂排除来的抗生素废水比如四环素等不容易被降解，而处理河道中的抗生素废水更是难上加难。抗生素污水排放不仅会让细菌、病毒通过自来水进入人体，也会影响到养殖的家禽和种植的农作物，使蔬菜、肉类受到污染，严重地危害到了人类健康。

光催化技术在处理水污染研究方向中是一种重要技术、也是目前较为有效的技术。我国在光催化技术方面起步比较晚，最开始是青岛海洋大学和中科院海洋研究所与澳大利亚的学者合作，在光催化方面进行了一些研究。在1994年吴继星发现光解反应可以处理的有毒物质多达八十多种，其中包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、染料等。

在国内，许多学者以Cu₂O作为催化剂进行光催化实验研究，发现Cu₂O在水污染处理项目中有着很大的优势，2000年李家麟等人发现将Cu₂O制作成纳米颗粒，可以作为光催化反应中的催化剂，并且在降解燃料亚甲基蓝的实验中展示出了极高的催化降解能力。陈金毅等人和肖国林等人通过在被降解的有机污染物中加入过氧化氢溶液，和提高溶液pH值来研究降解亚甲基蓝的最佳条件，从实验结果可以看出，加入过多的过氧化氢溶液并没有为降解实验带来很大的优势，调节pH值为13时催化效果是最好的，因此在碱性条件下，降解亚甲基蓝的效果最好。2004年刘洪禄等人对用氧化亚铜作为光催化剂降解硝基苯酚实验中，发现可以通过增加光催化剂的用量，从而提高降解硝基苯酚的效率，但是在光催化剂增加到一定程度的时候，催化效率的增加幅度会减少。随着越来越多的光催化材料被发现，大量的学者也开始研究起了将多种光催化材料复合起来的催化效果。2020年檀苗苗等人运用原位还原方法将Cu₂O与PTCDI复合起来，研究复合材料对有机污染物的降解效果，该实验通过改变复合物中Cu₂O与PTCDI的含量来进行光催化性能研究，实验表明当复合物中Cu₂O含量达到90%是光催化效果是最好的，通过对比，Cu₂O单独做催化剂时，催化效果远远不如Cu₂O与PTCDI的复合的催化效果。

由此可见Cu₂O作为光催化剂材料具有无毒、对环境友好、可见光吸收能力较好的优点，但是其禁带宽度小，光激发电子和表面空穴容易复合，会使得光催化能力降低，因此探索Cu₂O复合催化剂，提高其光催化效率以及在光降解抗生素方面的应用具有极大的现实意义。

发明内容