[发明专利]空心微珠负载铈或氮掺杂氧化亚铜光催化剂的制备方法

说明书

空心微珠负载铈或氮掺杂氧化亚铜光催化剂的制备方法，本发明涉及氧化亚铜光催化剂的制备方法。本发明要解决的是氧化亚铜光催化剂催化效率低且回收困难的技术问题。方法：将五水硫酸铜、硝酸铈或尿素混合成液体a，再将无水亚硫酸钠和缓冲溶剂混合成液体b，将两种液体分别加热，在液体a中加入空心微珠后，将液体b迅速倒入液体a中，经过搅拌加热、陈化、抽滤、烘烤操作，得到空心微珠负载铈或氮掺杂氧化亚铜光催化剂。该光催化剂在可见光下对甲基橙的降解率达到68％～72％，该光催化剂可用于催化和环境保护领域。

技术领域

本发明涉及氧化亚铜光催化剂的制备方法。

背景技术

氧化亚铜是一种绿色环保无污染的材料，制备流程简单，可以在可见光范围内降解有机污染物，化学性质稳定，是一种新型的光催化剂，但目前研究的粉体氧化亚铜的光催化剂活性较低，且由于粒径小，难于回收，造成资源的浪费以及制造成本的增加，所以本发明对氧化亚铜进行了氮元素和铈元素掺杂改性，然后负载在空心微珠上，负载后的光催化剂活性明显提高，同时也解决了难于回收的问题。

发明内容

本发明是要解决现有的粉体氧化亚铜光催化材料催化性能低且难于回收的技术问题，而提供一种空心微珠负载铈或氮掺杂氧化亚铜光催化剂的制备方法。

本发明的空心微珠负载铈或氮掺杂氧化亚铜光催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

一、量取五水硫酸铜溶液、无水亚硫酸钠溶液、掺杂剂、缓冲溶剂和空心微珠；其中掺杂剂为硝酸铈或尿素；

二、将掺杂剂加入到五水硫酸铜溶液中，搅拌均匀，得到混合液A；将无水亚硫酸钠溶液与缓冲溶剂混合，得到混合液B；

三、将混合液B密封；再将混合液A与密封后的混合液B分别置于75～85℃的水浴锅中水浴加热搅拌20～40min；

四、将步骤一称取的空心微珠加入到混合液A中，再加入混合液B，搅拌均匀，继续在水浴中密封搅拌加热20～30min，生成砖红色沉淀，陈化40～50min；重复密封搅拌加热和陈化步骤3次；然后抽滤，将固相物烘干，得到空心微珠负载铈或氮掺杂氧化亚铜光催化剂。

更进一步地，步骤一中的硝酸铈与五水硫酸铜的物质的量之比为(0.5～2.5)：100。

更进一步地，步骤一中的尿素中的氮原子与五水硫酸铜的物质的量之比为(0.5～2.5)：100。

更进一步地，步骤一中的五水硫酸铜与无水亚硫酸钠的物质的量之比1:1。

更进一步地，步骤一中的五水硫酸铜的物质的量与空心微珠的质量的比为1mol：(105～115)g。

更进一步地，步骤一中的缓冲溶剂为pH＝6的HAc-NaA溶液。

更进一步地，步骤一中的空心微珠的主要成分是氧化铝、二氧化硅和氧化铁。

更进一步地，空心微珠为煤矸石空心微珠，煤矸石空心微珠中的SiO₂的质量百分含量为52％～60％，Al₂O₃的质量百分含量为16％～36％，Fe₂O₃的质量百分含量为2.28％～14.63％。煤矸石空心微珠中还含有少量其他成分，如CaO、MgO、TiO₂、P₂O₅、K₂O、Na₂O、V₂O₅。

更进一步地，步骤三中烘干的温度为75～85℃，烘干时间为4～5h。