[发明专利]一种高效降解污水有机污染物的复合材料

说明书

本发明涉及一种高效降解污水有机污染物的复合材料，采用如下工艺制备：(1)将一定摩尔比的硝酸铜和硝酸锰溶解在乙二醇溶剂中，接着加入醋酸铵、柠檬酸，超声混合均匀，将混合液转入高压反应釜中进行溶剂热反应，随后将产物进行热处理从而获得花状结构的CuMn₂O₄；(2)将步骤(1)制备得到的CuMn₂O₄加入去离子水中，随后加入Co盐、Ti盐、氨水和聚乙二醇‑400，搅拌条件下在100‑200摄氏度反应10‑20h，将产物继续进行热处理，得到花状结构的CuMn₂O₄负载纳米CoTiO₃的复合材料。

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种花状复合催化剂及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着社会经济的不断发展，能源开发对环境产生不同程度的影响，环境问题日益严重，农药和染料等对水源的污染严重威胁人类身体健康。

光催化降解法是一种高效的降解有机污染物的方法，其可以将水体当中的有机污染物高效的分解成无害物质(如水和二氧化碳)，目前，常见的光催化剂有TiO₂、ZnO、过渡金属硫化物等，但是单一的光催化材料的光生电子和空穴容易复合，并且比表面积不高、容易发生团聚，因此，开发成本低廉、结构稳定的高效催化剂是光催化技术应用的核心所在。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种CuMn₂O₄/CoTiO₃复合光催化剂，该催化剂制备工艺简单，可见光光催化活性高，且重复使用性良好。

一种高效降解污水有机污染物的复合材料，其特征在于，采用如下工艺制备：

(1)将一定摩尔比的硝酸铜和硝酸锰溶解在乙二醇溶剂中，接着加入醋酸铵、柠檬酸，超声混合均匀，将混合液转入高压反应釜中进行溶剂热反应，随后将产物进行热处理从而获得花状结构的CuMn₂O₄；

(2)将步骤(1)制备得到的CuMn₂O₄加入去离子水中，随后加入Co盐、Ti盐和氨水和聚乙二醇-400，搅拌条件下在100-200摄氏度反应10-20h，将产物继续进行热处理，得到花状结构的CuMn₂O₄负载纳米CoTiO₃的复合材料。

硝酸铜和硝酸锰、醋酸铵和柠檬酸的摩尔比为1：2：(1-2)：(1-2)；

溶剂热的反应温度为180-200摄氏度，反应时间为10-20h；

步骤(1)-(2)的热处理温度为300-400摄氏度，热处理时间为30-60min；

Co盐、Ti盐为硝酸钴、钛酸四乙酯；加入氨水调节pH为8-9，硝酸钴、钛酸四乙酯摩尔比为1：1；硝酸钴和聚乙二醇-400的加入质量比为1：(0.2-0.8)。

有益效果：

本申请通过以乙二醇作为溶剂，在溶剂热反应中引入醋酸铵和柠檬酸，从而获得花状结构的CuMn₂O₄，其高比表面积结构容易捕获有机污染物，极大的增多了催化反应位点，将其作为载体负载纳米CoTiO₃，聚乙二醇-400避免了晶粒的长大利于形成纳米结构，CuMn₂O₄和CoTiO₃二者可形成异质结，CuMn₂O₄表面的光生电子可以转移到CoTiO₃，增强了电子传输速率，抑制了光生电子与空穴的复合率，二者协同提高光催化降解有机物的效率，弥补了单一光催化材料的不足。

附图说明