[发明专利]一种竹叶状纳米氧化铜可见光催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种竹叶状纳米氧化铜可见光催化剂的制备方法，解决了氧化铜光催化性能比较差的难题。本发明将溶剂控制沉淀法应用于氧化铜的制备，制得了单斜晶体结构的竹叶状纳米氧化铜，其长400－600nm，宽约100nm。本发明应用溶剂控制沉淀法，先用络合剂甲酰胺和硝酸铜反应，生成有机金属铜络合物，再滴入适量氨水，形成氢氧化四氨合铜溶液，添加有机溶剂乙二醇控制氧化铜的粒径，加热溶液，得到氧化铜沉淀，洗涤、干燥后得到可见光催化性能优异的粉末状纳米氧化铜。本发明制备方法简单，操作容易，有利于生产实践的广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种竹叶状纳米氧化铜可见光催化剂的制备方法。主要应用于纳米材料和可见光催化材料及其制备方法技术领域。

背景技术

随着工业的发展，环境污染问题日益严重，因此，研究开发利用可见光有效降解污染物的催化剂具有重要意义。采用能被可见光激发的半导体为催化剂，降解环境污染物作为一种有效的治污方法，是环境保护科学研究的一个热点。

近年来，多种光催化剂应用于空气污染、工业废水、污水处理、失效农药的降解等领域，使得高效光催化剂的研发得到了越来越多的关注。纳米氧化铜具有无毒、原料充足、光吸收系数高(λ≤700nm,α≥5×10⁵cm^-1)和合适的带隙(E_g≈1.3-1.8eV)，在太阳能电池、化学传感器、光催化和锂离子电池材料领域有很大的应用潜力。因此，纳米氧化铜高效可见光催化剂的研究也成为了新的热点。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种竹叶状纳米氧化铜可见光催化剂的制备方法。本发明将溶剂控制沉淀法应用于氧化铜的制备，以控制其形貌和粒径，改善其光催化性能，其制备条件温和，成本低，操作简单，周期短，可见光催化效率高，有利于实际生产。

本发明的技术方案是：

一种竹叶状纳米氧化铜高效可见光催化剂，它是粉末状单斜晶系氧化铜，颗粒长400－600nm，宽约100nm，应用溶剂控制沉淀法制得，制备方法是先用甲酰胺络合硝酸铜，滴入氨水调节pH值，再加入一定量的乙二醇有机溶剂，加热、过滤得到沉淀物，将沉淀物洗涤、干燥后得到竹叶状纳米氧化铜高效可见光催化剂。

本发明竹叶状纳米氧化铜高效可见光催化剂的制备步骤如下：称取一定量的硝酸铜粉末，通过磁力搅拌充分溶解在0.5M-1.0M的甲酰胺水溶液中，滴入氨水调节pH值为10，得到钴蓝色透明氢氧化四氨合铜溶液，再加入一定量的乙二醇溶剂，充分磁力搅拌均匀。将此溶液在一定温度(115－125℃)下加热50－60分钟，过滤后得到氧化铜沉淀，将沉淀物分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次以上，于60℃烘干，得到单斜晶系竹叶状纳米氧化铜光催化剂，颗粒长400－600nm，宽100nm。

本发明的技术方案中,在所述的氧化铜沉淀制备步骤中,为保证硝酸铜与甲酰胺的充分络合，硝酸铜和甲酰胺的摩尔比为0.5。

本发明的技术方案中,在所述的光催化剂氧化铜制备步骤中，为保证有机溶剂乙二醇有效控制氧化铜的形貌和粒径，乙二醇在反应溶液中的体积比为0.05。

本发明方法制备的氧化铜可见光催化剂用于在可见光条件下降解有机污染物。

本发明的优点在于：

1、本发明提供了竹叶状纳米氧化铜高效可见光催化剂的制备方法,制备的产品在可见光照射下高效光催化降解有机污染物。

2、本发明采用溶剂控制沉淀法制备高效可见光催化剂氧化铜,先制备有机金属铜络合物,滴入适量氨水，形成氢氧化四氨合铜溶液，再添加有机溶剂乙二醇，对氧化铜的显微形貌和粒径进行控制，从而达到改善其光催化性能的目的。

本发明的制备方法简单,操作容易,有利于生产实践的广泛应用。

本发明中所述的室温系指温度25-35℃。

附图说明