一种有机污染物还原催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机污染物还原催化剂的制备方法，用一锅法制备氧化亚铜/铜复合催化剂，取硫酸铜或氯化铜或醋酸铜中铜源的一种，用去离子水在圆底烧瓶中搅拌至完全溶解；加入的苯甲醇，室温下搅拌；水浴锅中进行反应；同时，滴加一定量的氢氧化钠，搅拌均匀，加入一定量的葡萄糖，反应30分钟后，逐渐冷却至室温；再离心洗涤3‑5次去除杂质，最后在干燥温度为55‑65℃下干燥4小时，即可得到氧化亚铜/铜复合催化剂。通过本发明专利技术方法制备氧化亚铜/铜复合催化剂，简单，廉价，高效，在废水处理中能实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污染物还原催化剂的制备方法
本专利技术属于环境水污染治理材料的制备工艺和方法的设计
，具体公开一种Cu2O/Cu有机污染物还原催化剂的制备方法。
技术介绍
染料和酚类化合物具有高毒性，致癌性和致畸性，因此被认为是水污染的罪魁祸首之一。染料的去除方法主要有光催化，金属催化和微生物催化等。对硝基苯酚由于其高毒性，潜在的致癌性和高毒性而成为酚类化合物的典型代表。但是对氨基苯酚是重要的化学和药物中间体，主要用于合成扑热息痛，解热镇痛药，染料，饲料，橡胶添加剂，石油添加剂和照相显影剂。因此，对硝基苯酚加氢还原为对氨基苯酚是一种高效，环保和绿色的方法(Fu，Y；Xu，P；Huang，D；Zeng，G；Lai，C；Qin，L；Li，B；He，J；Yi，H；Cheng，M；Zhang，C，Aunanoparticlesdecoratedonactivatedcokeviaafacilepreparationforefficientcatalyticreductionofnitrophenolsandazodyes.AppliedSurfaceScience2019，473，578-588)。催化加氢还原因其操作简单，反应迅速，无需特殊反应装置而广泛应用于对硝基苯酚和偶氮类染料的降解。相较于Au，Pt，Ag等贵金属，Cu及其氧化物因其价格低廉，储备丰富，高效，对环境无二次污染等优点广泛应用于有机污染物的催化加氢。在催化加氢还原对硝基苯酚和偶氮类染料方面，Cu2O比Cu有更好的催化活性，而Cu则比Cu2O有更好的导电性，因此，经常把二者结合用于有机污染物的降解。但是目前制备Cu2O/Cu存在以下问题和缺点：操作步骤繁琐，使用盐酸羟胺、硼氢化钠等强还原剂(Sasmal,A.K.；Dutta,S；Pal,T.,AternaryCu2O-Cu-CuOnanocomposite:acatalystwithintriguingactivity.DaltonTransactions2016,45(7)，3139-50)，会对环境造成二次污染。为了解决上述问题，本专利技术设计一种新的合成Cu2O/Cu氧化亚铜/铜复合催化剂的技术路线，该方法制备的Cu2O/Cu氧化亚铜/铜复合催化剂具有较好的催化活性剂和稳定性，而且环境非常友好；并且这种制备方法简单，适用于规模化生产。本专利技术的技术方案如下：一种有机污染物还原催化剂的制备方法，该制备方法如下，用一锅法制备氧化亚铜/铜复合催化剂，首先取硫酸铜或氯化铜或醋酸铜中铜源的一种，用70-110ml的去离子水在圆底烧瓶中搅拌至完全溶解；加入0-10mL的苯甲醇，室温下搅拌10-20分钟；然后在水浴锅中进行反应，反应温度为50-90℃；同时，连续滴加一定量的氢氧化钠，氢氧化钠和铜源的质量比为0.25∶1-1∶1，搅拌均匀，加入一定量的葡萄糖，葡萄糖和铜源的质量比为5∶1-1∶1，反应30分钟后，逐渐冷却至室温；再离心洗涤3-5次去除杂质，最后在干燥温度为55-65℃下干燥4小时，即可得到氧化亚铜/铜复合催化剂。优选方案之一，所述铜源，优选为醋酸铜。优选方案之一，所述反应温度，优选为70℃。优选方案之一，所述氢氧化钠和铜源的质量比，优选为1∶1。优选方案之一，所述葡萄糖和铜源的质量比，优选为2.5∶1。优选方案之一，所述苯甲醇，优选为0.5mL。优选方案之一，所述干燥温度，优选为60℃。一种有机污染物还原催化剂的制备方法，取1.2g醋酸铜于圆底烧瓶中加入90mL去离子水中，搅拌至完全溶解，加入0.5mL苯甲醇，室温下搅拌15分钟；然后将圆底烧瓶至于70℃水浴锅中，滴加30mL氢氧化钠，搅拌3分钟，加入3g葡萄糖，反应30分钟；冷却到室温，通过离心洗涤3-5次去除杂质，干燥温度60℃干燥4小时，得到氧化亚铜/铜复合催化剂。一种有机污染物还原催化剂的制备方法，取1.2g醋酸铜于圆底烧瓶中加入90mL去离子水中，搅拌至完全溶解，加入4mL苯甲醇，室温下搅拌15分钟；然后将圆底烧瓶至于70℃水浴锅中，滴加30mL氢氧化钠，搅拌3分钟，加入3g葡萄糖，反应30分钟；冷却到室温，通过离心洗涤3-5次去除杂质，干燥温度60℃干燥4小时，得氧化亚铜/铜复合催化剂。本专利技术与现有技术相对比具有突出的优势是：(1)仅采用四种原料即可制备Cu2O/Cu氧化亚铜/铜复合催化剂，采用比较绿色，安全廉价还原剂葡萄糖和苯甲醇，来源广泛，廉价，操作简单，适用于大规模生产；(2)铜因具有良好的导电性，起到传输电子的作用，显著提高了氧化亚铜/铜复合催化剂的催化活性；(3)氧化亚铜/铜复合催化剂能快速降解对硝基苯酚苯(60秒)和偶氮类染料(100秒)，且在复合污染物水体系也只需要10分钟就能降解完全；(4)本专利技术制备氧化亚铜/铜复合催化剂的创新点还在于，改变了目前现有技术中氧化亚铜/铜复合催化剂都需要加入较强的还原剂，例如盐酸羟胺、硼氢化钠等强还原剂，这些还原剂毒性较大，会造成二次环境污染的情况，而本专利技术制备方法只需要加少量苯甲醇就可以实现氧化亚铜/铜复合催化剂的制备，在治污效果明显的前提下，同时实现了环境友好；(5)通过本专利技术方法制备Cu2O/Cu氧化亚铜/铜复合催化剂，简单，廉价，高效，在废水处理中能实现工业化生产。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。附图1为纯Cu2O的SEM图，图1证明合成的纯Cu2O为表面光滑的立方体结构，大小为500nm左右；附图2为Cu2OCu的HRTEM图，通图2说明Cu2O光滑的表面被还原生成Cu单质；附图3为Cu2O/Cu的循环图，表明通过对4-NP，MO，CR的循环性能测试证明Cu2O/Cu有良好的稳定性；附图4为Cu2O/Cu的电化学阻抗图，表明通过EIS测试说明铜的生成有利于提高催化剂的导电性；附图5Cu2O/Cu的XRD图，表明通过XRD证明生成了Cu2O/Cu复合物。具体实施方式实施例1：立方Cu2O的制备取1.2g醋酸铜于(250mL圆底烧瓶)90mL去离子水中，搅拌至完全溶解，搅拌15分钟(室温进行)；然后将烧瓶至于70℃水浴锅中，滴加30mL氢氧化钠(1.2g)，搅拌3分钟，加入3g葡萄糖，反应30分钟。冷却到室温以后通过离心洗涤去除杂质，至于60℃干燥4小时，得到立方体结构的纯Cu2O，大小在500nm左右，如附图1所示。实施例2：Cu2O/Cu氧化亚铜/铜复合催化剂的制备取1.2g醋酸铜于(250mL圆底烧瓶)90mL去离子水中，搅拌至完全溶解，加入0.5mL苯甲醇，搅拌15分钟(室温进行)；然后将烧瓶至于70℃水浴锅中，滴加30mL氢氧化钠(1.2g)，搅拌3分钟，加入3g葡萄糖，反应30分钟；冷却到室温以后通过离心洗涤去除杂质，至于60℃干燥4小时，得到Cu2O/Cu催化剂。通过透射图可以看到Cu的存在，如附图2所示。本实施例所制备的催化对对硝基苯酚，甲基橙，刚果红的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机污染物还原催化剂的制备方法，其特征在于：该制备方法如下，用一锅法制备氧化亚铜/铜复合催化剂，首先取硫酸铜或氯化铜或醋酸铜中铜源的一种，用70-110ml的去离子水在圆底烧瓶中搅拌至完全溶解；加入0-10mL的苯甲醇，室温下搅拌10-20分钟；然后在水浴锅中进行反应，反应温度为50-90℃；同时，连续滴加一定量的氢氧化钠，氢氧化钠和铜源的质量比为0.25∶1-1∶1，搅拌均匀，加入一定量的葡萄糖，葡萄糖和铜源的质量比为5∶1-1∶1，反应30分钟后，逐渐冷却至室温；再离心洗涤3-5次去除杂质，最后在干燥温度为55-65℃下干燥4小时，即可得到氧化亚铜/铜复合催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机污染物还原催化剂的制备方法，其特征在于：该制备方法如下，用一锅法制备氧化亚铜/铜复合催化剂，首先取硫酸铜或氯化铜或醋酸铜中铜源的一种，用70-110ml的去离子水在圆底烧瓶中搅拌至完全溶解；加入0-10mL的苯甲醇，室温下搅拌10-20分钟；然后在水浴锅中进行反应，反应温度为50-90℃；同时，连续滴加一定量的氢氧化钠，氢氧化钠和铜源的质量比为0.25∶1-1∶1，搅拌均匀，加入一定量的葡萄糖，葡萄糖和铜源的质量比为5∶1-1∶1，反应30分钟后，逐渐冷却至室温；再离心洗涤3-5次去除杂质，最后在干燥温度为55-65℃下干燥4小时，即可得到氧化亚铜/铜复合催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种有机污染物还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述铜源，优选为醋酸铜。


3.根据权利要求1所述的一种有机污染物还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述反应温度，优选为70℃。


4.根据权利要求1所述的一种有机污染物还原催化剂的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠和铜源的质量比，优选为1∶1。


5.根据权利要求1所述的一种有机污染物还原催化剂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：武荣兰，胥霞，刘罡，杨超，郎大宁，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65