[发明专利]一种铜酸钐纳米光催化粉体的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及光催化技术领域，公开了一种铜酸钐纳米光催化粉体的制备方法及其应用，采用改进静电纺丝的方法外加电场进行制备，该方法烧结温度低，铜酸钐(Sm₂CuO₄)纳米粉体纯度高，粒度均匀，比表面积大，对孔雀石绿有较好的光催化性能。本发明提供的制备方法，简单易操作，成本低；制备条件温和，不会引入杂质或造成金属物料损失；能保证析出物中金属离子的化学计量比，能推广应用于工业化生产。制备的铜酸钐纳米光催化粉体可作为光催化剂，应用于含孔雀石绿工业及染料废水的处理。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种铜酸钐纳米光催化粉体的制备方法及其应用。

背景技术

水污染问题越来越引起人们的关注。工业废水成分最为复杂，水质多样，危害大且处理困难。孔雀石绿是工业染料废水中常见的一种苯类化合物，具有高毒、致癌性，其处理技术一直是人们研究的重点、难点。

目前处理含孔雀石绿废水的方法主要有：絮凝沉淀法、电解法、吸附法、氧化法、微生物降解法等。其中吸附法是应用较为普遍的一种方法，该法利用吸附剂或者由吸附剂颗粒组成的滤床与废水混合，让废水中的污染物吸附在吸附剂表面或者被过滤除去。目前使用较多吸附剂有吸附树脂、活性炭、高岭土、高炉渣等。活性炭效果好，但是生产困难，成本高昂，目前较多研究还停留在实验阶段。寻找高效廉价的吸附剂也成为了目前研究的一大热点。

我们发现备受关注的铜基稀土材料因具有特殊的分子结构，存在着很大的吸附染色剂潜能。铜酸钐Sm₂CuO₄具有良好的超导、气敏、光催化特性，是铜基稀土材料中性能较优的一种。但铜酸钐Sm₂CuO₄现有的制备方法并不令人满意，存在着制备过程复杂不易推广、所得产品性能不佳等问题。本发明所提供的制备方法，操作简单、制备条件易满足，采用化学合成与外加电场相结合的方法，制备出的Sm₂CuO₄纯度高、粒度均匀、可控性好、性能优异，目前还未见有对孔雀石绿的报道报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种纳米铜酸钐光催化剂的制备方法及其应用。本发明的制备方法制备的复合镍酸镧的光催化活性高，粉体粒度大小均匀、颗粒形状规则、化学性能稳定，制备的铜酸钐纳米光催化粉体可作为光催化剂，应用于含孔雀石绿工业及染料废水的处理。

具体技术方案如下：

一种铜酸钐纳米光催化粉体的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照铜酸钐Sm₂CuO₄中Cu与Sm的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Sm的可溶性盐，溶于去离子水中，混合均匀，得到溶液A；

(2)在溶液A中加入一定量的酚醛树脂和一定量的丁二酮肟，加热并搅拌2～3h至溶液呈粘稠状，得到物质B；

(3)采用改进静电纺丝的方法外加电场进行制备，反应一段时间后，冷却静置，放入烘箱中烘干，得到物质C；

(4)取出物质C放入刚玉坩埚中，然后置于马弗炉中煅烧，随炉冷却后得到煅烧产物；

(5)煅烧产物经粉碎、研磨后即得Sm₂CuO₄纳米粉体。

步骤(1)中所述的铜的可溶性盐可以为一种或几种的混合物，钐的可溶性盐可以为一种或几种的混合物。

步骤(1)中去离子水的体积用量为铜的可溶性盐和钐的可溶性盐总摩尔量的4～6倍。

步骤(2)中所述的搅拌条件为机械搅拌或磁力搅拌，转子转数为500～1000r/min。

步骤(2)中所述酚醛树脂的用量为3～4g、丁二酮肟的用量为1～2g。