[发明专利]基于铜片的花状、落叶状碱式磷酸铜复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明属于无机光催化材料技术领域，具体为一种基于铜片的花状、落叶状碱式磷酸铜复合材料及其制备方法和应用。本发明通过常温液相生长方法在铜片上制备出花状、落叶状两种形貌的碱式磷酸铜，并分别对其进行罗丹明6G染料的光催化降解性能测试及循环性能测试，表现出优异性能。常温全光谱照射下，花状碱式磷酸铜片照射1h，染料降解率可达92.7%，循环5次实验，染料降解效率可维持80%以上；落叶状碱式磷酸铜片照射40min，染料降解率可达96.9%，循环5次实验，染料降解效率可维持85%；可作为一类新型光催化复合材料，具有广阔的发展前景。该种复合材料制备常温进行，操作简便，成本较低，原料污染小，易于工业产业化。

主权项

1.一种基于铜片的花状、落叶状碱式磷酸铜复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）将16±1 mL 蒸馏水置于25 mL 干净烧杯中，然后加入0.53±0.01 g聚乙烯吡咯烷酮K‑30和0.74±0.01 g 二水合磷酸二氢钠，在室温下磁力搅拌10~20 min，使其完全溶解；（2）铜片的清洗处理，除去铜片表面有机物和氧化层；清洗方法是：将铜片依次放入10±2 mL 的丙酮和10±2 mL 的异丙醇溶液中，反复超声清洗2~3 min，将铜片表面有机物清洗干净，然后放入20±1 mL 浓度为0.1~0.2 mol/L的稀硝酸中，反复超声2~8 min，将铜片表面的氧化层反应除去；（3）将清洗干净的铜片置于配好的溶液中，再逐滴滴入8±0.1 mL 质量分数为30%~40% 的过氧化氢溶液，边滴入边振荡，使其混合均匀，然后静置12~36 h，至蓝色固体产生，形成碱式磷酸铜复合材料；该碱式磷酸铜复合材料具有花状、落叶状两种不同形貌微观结构；其中，花状碱式磷酸铜呈纳米片自组装的花状三维微观结构，微米花直径100~110 μm，纳米片厚度80~100 nm；落叶状碱式磷酸铜呈纳米片叠放类似于纳米墙似的三维微观结构，纳米片厚度40~60 nm；其中，步骤（2）对铜片清洗处理中，使用的稀硝酸浓度大于0.15 mol/L时，最终制备的碱式磷酸铜复合材料为花状；使用的稀硝酸浓度小于0.15 mol/L时，在经超声2~5分钟后，取出铜片用去离子水清洗表面，使其表面p H值呈中性，放置1分钟后，待铜片部分氧化，光亮表面变暗后，放入配好的溶液中，最终得到的碱式磷酸铜复合材料为落叶状。