一種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法及用圖
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法及用途，該制備方法包括以下步驟：室溫下，向水中加入氫氧化鈉，攪拌溶解，氫氧化鈉濃度為0.2mol/L?0.28mol/L；向氫氧化鈉水溶液中加入氯化銅，室溫下攪拌溶解制成混合溶液，其中，銅離子水溶液濃度為0.16mol/L?0.24mol/L；繼續(xù)向上述混合溶液中加入氟化鈉，室溫下攪拌溶解；將得到的混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，80℃?120℃恒溫水熱反應(yīng)15?30小時(shí)，離心、洗滌、干燥后即得。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制備的堿式氯化銅顆粒為規(guī)則的片狀形貌，結(jié)構(gòu)新穎，而且對(duì)芬頓反應(yīng)具有較高的催化性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法及用途
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法及用途?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]工業(yè)廢水中染料廢水的排放量大而難降解，一直是廢水處理的難點(diǎn)，濕法氧化是處理此類(lèi)難降解染料廢水的重要方法之一。1893年，化學(xué)家Fenton發(fā)現(xiàn)，過(guò)氧化氫(H202)與二價(jià)鐵離子的混合溶液具有強(qiáng)氧化性，可以將羧酸、醇、酯類(lèi)等有機(jī)化合物氧化為無(wú)機(jī)態(tài)， 氧化效果十分顯著，但此后半個(gè)多世紀(jì)中，這種氧化性試劑卻因?yàn)檠趸詷O強(qiáng)沒(méi)有被太多重視。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置，具有高效去除難降解有機(jī)污染物能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。[〇〇〇3]與傳統(tǒng)的環(huán)境凈化方法相比，半導(dǎo)體光催化技術(shù)擁有反應(yīng)條件溫和、無(wú)二次污染、 操作簡(jiǎn)單和降解效果顯著等優(yōu)勢(shì)。含銅鹽化合物中，堿式氯化銅作為一種功能材料，有著廣泛的用途。目前，已報(bào)道的公開(kāi)號(hào)分別為CN102730743A和CN103214021A的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了制備堿式氯化銅的相關(guān)工藝，但是由上述方法合成的堿式氯化銅顆粒形貌不規(guī)則、尺寸較大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法及用途，制備的堿式氯化銅顆粒為規(guī)則的片狀形貌，結(jié)構(gòu)新穎，制備方法簡(jiǎn)單，而且對(duì)芬頓反應(yīng)具有較高的催化性能。
[0005]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0006]—種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0007](1)室溫下，向水中加入氫氧化鈉，攪拌溶解，氫氧化鈉濃度為0.2mol/L-0.28mol/ L；
[0008](2)向氫氧化鈉水溶液中加入氯化銅，室溫下攪拌溶解制成混合溶液，其中，銅離子水溶液濃度為0.16mol/L-0.24mol/L;
[0009](3)繼續(xù)向上述混合溶液中加入氟化鈉，室溫下攪拌溶解；
[0010]⑷將步驟⑶得到的混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，80°C-120°C恒溫水熱反應(yīng)15-30小時(shí)，尚心、洗滌、干燥后即得片狀堿式氯化銅催化劑。[〇〇11 ] 優(yōu)選地，步驟(3)中氟化鈉濃度為0.48mol/L-0.64mol/L。
[0012] 優(yōu)選地，步驟⑷中恒溫水熱溫度為1 〇〇 °C。[0013 ] 優(yōu)選地，步驟⑷中干燥溫度為60 °C。
[0014]采用上述制備方法制備的片狀堿式氯化銅催化劑應(yīng)用于降解環(huán)境染料污染物。
[0015]由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明制備的堿式氯化銅顆粒為規(guī)則的片狀形貌，為六邊形，結(jié)構(gòu)新穎；
[0017]2、本發(fā)明制備的堿式氯化銅顆粒比表面積達(dá)到5.3m2/g，對(duì)芬頓反應(yīng)具有較高的催化性能，應(yīng)用于催化芬頓反應(yīng)高效降解環(huán)境染料污染物方面；
[0018]3、本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，可以廣泛推廣應(yīng)用?！靖綀D說(shuō)明】
[0019]圖1為實(shí)施例1制備的片狀堿式氯化銅催化劑的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；
[0020]圖2為實(shí)施例1制備的片狀堿式氯化銅催化劑的X射線(xiàn)衍射(XRD)圖；[〇〇21]圖3為實(shí)施例1制備的片狀堿式氯化銅催化劑在降解含有羅丹明B染料水溶液的活性對(duì)比圖；
[0022]其中，Co為羅丹明B的初始濃度，Ct為經(jīng)過(guò)紫外光照射一段時(shí)間后測(cè)量的羅丹明B濃度，t為時(shí)間，曲線(xiàn)a為沒(méi)有催化劑時(shí)的羅丹明B降解情況，曲線(xiàn)b是有催化劑時(shí)羅丹明B的光降解情況?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇23]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[〇〇24] 實(shí)施例1
[0025]片狀堿式氯化銅催化劑的制備
[0026](1)室溫下，取25mL的純水倒入燒杯中，向水中加入5_〇1氫氧化鈉，攪拌溶解；
[0027](2)向氫氧化鈉水溶液中加入4_〇1氯化銅，室溫下攪拌溶解制成混合溶液；
[0028](3)繼續(xù)向上述混合溶液中加入12mmol氟化鈉，室溫下攪拌10分鐘至溶解；
[0029](4)將步驟(3)得到的混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，在100°C恒溫水熱反應(yīng) 20小時(shí)，蒸餾水離心洗滌3次，在60°C下干燥，即得片狀堿式氯化銅催化劑。
[0030]由附圖1所示，實(shí)施例1所制備的堿式氯化銅為均一、規(guī)則的六邊形，結(jié)構(gòu)新穎。
[0031]有附圖2所示，與XRD標(biāo)準(zhǔn)卡(JCPDS: 86-0899)比較，實(shí)施例1制備的產(chǎn)品為純相的堿式氯化銅。[〇〇32] 實(shí)施例2
[0033]片狀堿式氯化銅催化劑的制備[〇〇34](1)室溫下，取25mL的純水倒入燒杯中，向水中加入6mmol氫氧化鈉，攪拌溶解；
[0035](2)向氫氧化鈉水溶液中加入5_〇1氯化銅，室溫下攪拌溶解制成混合溶液；
[0036](3)繼續(xù)向上述混合溶液中加入14mmol氟化鈉，室溫下攪拌10分鐘至溶解；[〇〇37](4)將步驟(3)得到的混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，在80°C恒溫水熱反應(yīng)28小時(shí)，蒸餾水離心洗滌3次，在60°C下干燥，即得片狀堿式氯化銅催化劑。[〇〇38]所制得催化劑組成與實(shí)施例1 一致，物理性質(zhì)和催化活性相似。[〇〇39] 實(shí)施例3[〇〇4〇]片狀堿式氯化銅催化劑的制備[0041 ](1)室溫下，取25mL的純水倒入燒杯中，向水中加入7_〇1氫氧化鈉，攪拌溶解；
[0042](2)向氫氧化鈉水溶液中加入6_〇1氯化銅，室溫下攪拌溶解制成混合溶液；
[0043](3)繼續(xù)向上述混合溶液中加入16mmol氟化鈉，室溫下攪拌10分鐘至溶解；
[0044](4)將步驟(3)得到的混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，在120°C恒溫水熱反應(yīng) 16小時(shí)，蒸餾水離心洗滌3次，在60°C下干燥，即得片狀堿式氯化銅催化劑。
[0045]所制得催化劑組成與實(shí)施例1 一致，物理性質(zhì)和催化活性相似。
[0046]將實(shí)施例1制備的片狀堿式氯化銅催化劑對(duì)降解含有羅丹明B染料(RhB)水溶液的活性進(jìn)行測(cè)試。[〇〇47]測(cè)試過(guò)程:稱(chēng)取實(shí)施例1制備的樣品0.lg，加入200ml RhB水溶液和2yl過(guò)氧化氫 (30wt.% )，其中RhB濃度為10mg/L，作為測(cè)試?yán)瑢?duì)比例中加入200ml RhB水溶液和2yl過(guò)氧化氫(30wt.%)，其中RhB濃度為10mg/L。先避光攪拌lOmin，使染料在催化劑表面達(dá)到吸附/ 脫附平衡，然后開(kāi)啟氙燈光源，在紫外光照射下進(jìn)行光催化反應(yīng)，上清液用分光光度計(jì)檢測(cè)。根據(jù)Lambert-Beer定律，有機(jī)物特征吸收峰強(qiáng)度的變化，可以定量計(jì)算其濃度變化，當(dāng)吸光物質(zhì)相同、厚度相同時(shí)，可以用吸光度的變化直接表示溶液濃度的變化。因?yàn)榱_丹明B 在553nm處有一個(gè)特征吸收峰，所以可以利用吸光度的變化來(lái)衡量溶液中羅丹明B的濃度變化。
[0048]測(cè)試結(jié)果如附圖3所示，橫坐標(biāo)為紫外光照射時(shí)間，縱坐標(biāo)為經(jīng)過(guò)紫外光照射一段時(shí)間后測(cè)量的RhB濃度值與RhB的初始濃度的比值。從附圖3可以看出，光照40min后，片狀堿式氯化銅降解RhB高達(dá)95%，而未加入片狀堿式氯化銅只有57 %。由此可見(jiàn)，片狀堿式氯化銅催化劑對(duì)RhB具有較高的催化活性。
[0049]本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制備的堿式氯化銅顆粒為規(guī)則的片狀形貌，結(jié)構(gòu)新穎，而且對(duì)芬頓反應(yīng)具有較高的催化性能。
[0050]以上對(duì)本發(fā)明做了詳盡的描述，但本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:(1)室溫下，向水中加入氫氧化鈉，攪拌溶解，氫氧化鈉濃度為0.2mo 1/L-0.28mo 1/L;(2)向氫氧化鈉水溶液中加入氯化銅，室溫下攪拌溶解制成混合溶液，其中，銅離子水 溶液濃度為〇.16mol/L-0.24mol/L;(3)繼續(xù)向上述混合溶液中加入氟化鈉，室溫下攪拌溶解；(4)將步驟(3)得到的混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，80°C-120°C恒溫水熱反應(yīng) 15-30小時(shí)，尚心、洗滌、干燥后即得片狀堿式氯化銅催化劑。2.根據(jù)權(quán)要求1所述的片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(3) 中氣化鈉濃度為〇.48mol/L_0.64mol/L。3.根據(jù)權(quán)要求1所述的片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(4) 中恒溫水熱溫度為100 °c。4.根據(jù)權(quán)要求1所述的片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(4) 中干燥溫度為60 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片狀堿式氯化銅催化劑的制備方法制備 的片狀堿式氯化銅催化劑應(yīng)用于降解環(huán)境染料污染物。
【文檔編號(hào)】B01J35/02GK105964281SQ201610345454
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】滕飛, 張棋棋, 余東方, 龐露, 徐琦, 楊利權(quán)
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)