[发明专利]铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子的制备方法及应用

说明书

本申请提供一种铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子的制备方法及应用。本申请的铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子的制备方法包括：提供铜铁尖晶石；将铜铁尖晶石加入至改性溶液中组成反应体系，于第一反应条件下，使铜铁尖晶石的表面形成碳包裹的铜纳米粒子，得到铜铁尖晶石载碳包裹铜纳米粒子，其中，改性溶液包括葡萄糖及醋酸铜；以及在第二反应条件下对铜纳米粒子表面的碳进行改性，以增加铜铁尖晶石载碳包裹铜纳米粒子的比表面积，得到铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子。本申请的铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子，具有较大的比表面积，在光催化过程中具有较高的催化效率。

技术领域

本申请涉及催化剂领域，具体涉及一种铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子的制备方法及应用。

背景技术

铜铁尖晶石(CuFe₂O₄)在紫外-可见光作用下具有催化性能，然而因容易团聚，比表面积小，这极大的限制了铜铁尖晶石的光催化效率。

发明内容

针对上述问题，本申请实施例提供一种铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子的制备方法，本申请制得的铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子具有良好的催化性能。

本申请实施例提供一种铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子的制备方法，其包括：

提供铜铁尖晶石；

将铜铁尖晶石加入至改性溶液中组成反应体系，于第一反应条件下，使所述铜铁尖晶石的表面形成碳包裹的铜纳米粒子，得到铜铁尖晶石载碳包裹铜纳米粒子，其中，所述改性溶液包括葡萄糖及醋酸铜；以及

在第二反应条件下对所述铜纳米粒子表面的碳进行改性，以增加所述铜铁尖晶石载碳包裹铜纳米粒子的比表面积，得到铜铁尖晶石载改性碳包裹铜纳米粒子。

可选地，所述第一反应条件包括：

以0.5℃/min至2℃/min升温速度使所述反应体系升温至95℃至105℃；

0.1℃/min至0.5℃/min升温速度使所述反应体系升温至120℃至125℃；

恒温20h至36h；以及

以0.1℃/min至0.3℃/min的降温速度使所述反应体系降温至室温。

可选地，所述第一反应条件还包括：

采用脉冲式搅拌对所述反应体系进行搅拌，所述脉冲式搅拌的脉冲周期为80s至130s。

可选地，所述脉冲式搅拌包括：

于转速为550r/min至650r/min下顺时针搅拌28s至40s，暂停8s至12s；以及

于转速为500r/min至600r/min下逆时针搅拌35s至70s，暂停8s至12s。

可选地，所述脉冲式搅拌采用梳齿状磁力转子进行搅拌，所述梳齿状磁力转子包括：

磁力子本体；以及

梳齿状叶片，所述梳齿状叶片设置于所述磁力子本体上，所述梳齿状叶片包括间隔排列的多个齿，所述多个齿沿着所述磁力子本体的外周间隔排列，且每个所述齿自所述磁力子本体的表面沿着所述磁力子本体的径向方向，向远离所述磁力子本体的方向延伸。

可选地，所述第二反应条件包括：反应温度为300℃至400℃。

可选地，所述第二反应条件还包括：反应压力为0.2MPa至0.5MPa。

可选地，所述铜铁尖晶石与所述醋酸铜的质量比为(1-3)：(5-9)。

可选地，所述改性溶液包括10ml N,N-二甲基乙酰胺、2ml二甲基亚砜、1.2g葡萄糖，1ml摩尔浓度为0.2mol/L的醋酸铜溶液。