纳米氧化亚铜的制备及其光催化性能的研究

• 作 者: 李树元
• 机 构: 武汉理工大学
• 出 处: 武汉理工大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 有机废水处理 纳米氧化亚铜 光催化降解 重复使用率

本文选用纳米氧化亚铜为研究对象，考察了其制备方法及光催化性能。
分别采用水合肼还原法和氯化亚铜水解法成功制备出了不同粒径的纳米氧化亚铜，并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对产物进行了表征，确定了在常压条件下制备氧化亚铜的最佳反应条件。针对不同的制备方法，分别探讨了相关因素对生成氧化亚铜的影响。采用超声-水解法制备纳米氧化亚铜，原料易得，对设备的要求低，操作方便，产物纯净。通过常压下的单因素实验，结果发现常压下制备氧化亚铜的主要影响因素有反应温度、分散剂的种类和用量，得出常压下制备纳米氧化亚铜的最佳实验条件为：反应温度20℃，以十二烷基苯磺酸钠为分散剂，用量为4.5g/L时，得到产品的颜色为黄色，产物较纯净，粒径在12.7nm左右，为八面体构型。
以酸性品红为研究对象，将制备的纳米氧化亚铜应用于光催化降解有机废水，详细讨论了废水浓度、催化剂用量、降解时间等因素对光催化降解性能的影响。结果表明，对于浓度为10mg/L的酸性品红溶液当催化剂与酸性品红溶液的固液比为3.3g/L时，太阳光催化6h后，降解率能够达到97.96﹪。另外，制得的纳米Cu2O还具有较高的重复使用率，使用7次之后，其光催化降解率仍能达到70﹪以上。反应动力学分析表明纳米Cu2O悬浮体系光催化降解酸性品红的反应动力学特征符合一级反应特征模型。
最后，对氧化亚铜在高岭土上的负载进行了初步的研究。通过扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征，光催化实验表明所得产物具有较高的光催化降解率和重复使用率。用Cu2O/高岭土复合材料光催化降解5mg/L的酸性品红溶液，固液比为1g/L时，太阳光催化6h后，光催化降解率为92.1﹪。重复使用7次之后，其光催化降解率能达到65﹪以上。