本发明专利技术属于材料制备领域，公开了用于一种处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法，首先用盐酸预处理，经煅烧得天然沸石；然后将钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的比例混合制备TiO2溶胶，将天然沸石分散在TiO2溶胶里，水浴加热搅拌，烘干后，经煅烧得到TiO2/沸石；最后配制5mmol/L浓度的Cu(NO3)2溶液，将TiO2/沸石均匀分散在Cu(NO3)2溶液中搅拌，烘干后，经煅烧得到纳米CuO-TiO2/沸石复合材料。因此本发明专利技术所获得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料，在日光灯照射下，经紫外-可见分光光度计测试后，对染料废水处理效率达到90％以上，且制备的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料易于回收，吸附降解性能好，综合成本低。
【技术实现步骤摘要】
用于处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法
本专利技术属于材料制备领域，具体为用于处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法。
技术介绍
纺织工业是我国的传统产业之一，它包括纺织，化纤，服装和印染等。21世纪以来，我国的印染业迅猛发展，但其生产过程中排放的废水如果治理不当将会对环境造成非常严重的污染。印染废水具有有机污染物浓度高，碱性大，色度深等特点。据不完全统计，我国印染废水的排放量为300～400万m3/d。现今，已经迫切需要对纺织印染废水提出一个可行的治理对策。目前，处理印染废水的传统工艺主要有絮凝沉淀法，吸附法，生化法，电化学法，化学氧化法和光催化法等。光催化法具有低能耗，无二次污染，可完全矿化有机物等优点。纳米TiO2因其具有光催化活性高，化学性质稳定，无毒无害等优点，已经作为半导体光催化剂被广泛应用。由于纳米TiO2的带隙较宽，只有在紫外线照射下，才能激发价带电子跃迁到导带，形成光生电子和空穴，因此，极大地限制了TiO2在环境工程领域的应用。然而，CuO的禁带宽度为1.7eV，导带能级比TiO2导带能级更负，将CuO与TiO2进行复合，可以激发波长红移至可见光区。纳米半导体光催化剂由于粒径较小，容易团聚，不易放置，吸附能力不强，限制了其在废水处理方面的应用，然而，负载型半导体光催化剂具有易分离、易回收、可重复使用等优点。常用的载体有：活性炭、玻璃纤维、粘土、沸石等。由于沸石具有均匀的孔道结构，可为反应提供场所，同时具有良好的离子交换和吸附性能，能够弥补单一使用TiO2的不足，因此，沸石可成为光催化剂牢固负载和均匀分散的载体。天然沸石作为一种非金属矿物材料，在我国的储量是相当丰富的，其具有较低的成本和丰富的储量，使天然沸石越来越受到重视。
技术实现思路
本专利技术将良好日光吸收的纳米CuO与TiO2复合负载到天然沸石上作为一种半导体光催化剂，同TiO2/沸石相比，纳米CuO-TiO2/沸石吸附降解染料废水的效果更好。本专利技术提供的一种用于处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法如下：首先用盐酸预处理，经煅烧得天然沸石；然后将钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的比例混合制备TiO2溶胶，将天然沸石分散在TiO2溶胶里，水浴加热搅拌，烘干后，经煅烧得到TiO2/沸石；最后配制5mmol/L浓度的Cu(NO3)2溶液，将TiO2/沸石均匀分散在Cu(NO3)2溶液中搅拌，烘干后，经煅烧得到纳米CuO-TiO2/沸石复合材料。优选的，本专利技术用于处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法具体如下：(1)将盐酸与蒸馏水按1:1的比例稀释混合，将天然沸石加入其中，在80℃～90℃水浴中加热搅拌4h～5h，用蒸馏水过滤洗涤，在90℃条件下干燥后，在500℃～600℃条件下煅烧得到处理好的沸石0.5g～1g；(2)将钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的比例制备出含0.3mol～0.5molTiO2溶胶，将上述预处理好的0.5g～1g天然沸石放入配好的25mL～50mL的TiO2溶胶中，经70℃～90℃水浴加热搅拌2h～4h后，在90℃条件下干燥，450℃～650℃条件下煅烧后，得到纳米TiO2/沸石复合材料；(3)配制20mL～50mL浓度为5mmol/L～25mmol/L的Cu(NO3)2溶液，将0.5g～1g纳米TiO2/沸石复合材料分散在20mL～50mL的Cu(NO3)2溶液中，搅拌2h，用蒸馏水过滤洗涤，在90℃条件下干燥，400℃～600℃条件下煅烧后，得到纳米CuO-TiO2/沸石复合材料。本专利技术的作用机理是：能量大于或等于禁带宽度能量当量值的光子，能将导带上的电子激发跃迁至价带，在价带上留下带正电荷的空穴，迁移到半导体表面的e-和h+与吸附的O2、H2O、OH-和有机物等发生氧化还原反应；然而纳米TiO2的禁带宽度为3.2eV，只能吸收380nm以下的紫外光，对占太阳光能量的利用率较低，可利用窄禁带半导体复合能够提高Ti02催化剂体系的可见光催化活性；当光子的能量不足以激发Ti02的电子，而窄禁带半导体价带电子受激发跃迁时，e-迁移到Ti02的导带上，空穴留在窄带半导体价带上，实现光生电子-空穴的有效分离，抑制窄禁带半导体的光腐烛现象。优选的，所述步骤(1)中将盐酸与蒸馏水按1:1的比例稀释混合，将天然沸石加入其中，在90℃水浴中加热搅拌5h。优选的，所述步骤(2)中的TiO2溶胶，用钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的比例制备出含0.5mol的TiO2溶胶。优选的，所述步骤(3)中的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料，是TiO2/沸石在600℃条件下煅烧得到的。本专利技术所获得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料，采用降解甲基蓝溶液评价其光催化活性，称取0.1g样品放置表面皿中，向样品中加入20mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液后，将表面皿放在日光灯下照射3h，经紫外可见光分光光度计测试后，其对染料废水处理效率达到90％以上。本专利技术的有益效果为：本专利技术获得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料，在日光灯照射下，经紫外-可见分光光度计测试后，对染料废水处理效率达到90％以上，且制备的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料易于回收，吸附降解性能好，综合成本低。附图说明图1为实施例1所得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料经紫外-可见分光光度计测试结果。图2为实施例2所得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料经紫外-可见分光光度计测试结果。图3为实施例3所得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料经紫外-可见分光光度计测试结果。具体实施方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1本专利技术用于处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法具体如下：(1)将盐酸与蒸馏水按1:1的比例稀释混合，将天然沸石加入其中，在80℃水浴中加热搅拌4h，用蒸馏水过滤洗涤，在90℃条件下干燥后，在500℃条件下煅烧得到处理好的沸石0.5g；(2)用钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的比例制备出含0.3molTiO2溶胶，将上述预处理好的0.5g天然沸石放入配好的25mL的TiO2溶胶中，经70℃水浴加热搅拌2h后，在90℃条件下干燥，450℃条件下煅烧后，得到纳米TiO2/沸石复合材料；(3)配制20mL浓度为5mmol/L的Cu(NO3)2溶液，将0.5g纳米TiO2/沸石复合材料分散在20mL的Cu(NO3)2溶液中，搅拌2h，用蒸馏水过滤洗涤，在90℃条件下干燥，400℃条件下煅烧后，得到纳米CuO-TiO2/沸石复合材料。本专利技术所获得的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料，采用降解甲基蓝溶液评价其光催化活性，称取0.1g样品放置表面皿中，向样品中加入20mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液后，将表面皿放在日光灯下照射3h，经紫外可见光分光光度计测试后，其对染料废水处理效率达到90％。测试结果如图1所示。实施例2本专利技术用于处理染料废水的纳米CuO-TiO2/沸石复合材料的制备方法具体如下：(1)将盐酸与蒸馏水按1:1的比例稀释混合，将天然沸石加入其中，在85℃水浴中加热搅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于处理染料废水的纳米CuO‑TiO2/沸石复合材料的制备方法，其特征在于：首先用盐酸预处理，经煅烧得天然沸石；然后将钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的比例混合制备TiO2溶胶，将天然沸石分散在TiO2溶胶里，水浴加热搅拌，烘干后，经煅烧得到TiO2/沸石；最后配制5mmol/L浓度的Cu(NO3)2溶液，将TiO2/沸石均匀分散在Cu(NO3)2溶液中搅拌，烘干后，经煅烧得到纳米CuO‑TiO2/沸石复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于处理染料废水的纳米CuO‐TiO2/沸石复合材料的制备方法，其特征在于：具体制备方法包括如下步骤：(1)将盐酸与蒸馏水按1:1的比例稀释混合，将天然沸石加入其中，在80℃～90℃水浴中加热搅拌4h～5h，用蒸馏水过滤洗涤，在90℃条件下干燥后，在500℃～600℃条件下煅烧得到处理好的沸石0.5g～1g；(2)将钛酸丁酯，无水乙醇，二乙醇胺按3:10:1的体积比例制备出含0.3mol～0.5molTiO2溶胶，将上述预处理好的0.5g～1g天然沸石放入配好的25mL～50mL的TiO2溶胶中，经70℃～90℃水浴加热搅拌2h～4h后，在90℃条件下干燥，450℃～650℃条件下煅烧后，得到纳米TiO2/沸石复合材料；(3)配制20mL～50mL浓度为5mmol/L～25mmol/L的Cu(NO3)2溶液，将0.5g～1g纳米TiO2/沸石复合材料分散在20...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志锋，崔婷，陈正飞，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。