本发明专利技术公开了一种高效光芬顿催化剂Ag3PO4/CuO及其制备方法。Ag3PO4/CuO复合光芬顿催化剂，其特征在于：其由具有多面体结构的Ag3PO4和其表面负载的CuO纳米球状粒子组成。制备方法：(1)CuO的制备：以Cu(Ac)2为前驱体，在PVP添加剂的存在下水热反应制备CuO；(2)Ag3PO4/CuO的制备：在室温下，在步骤(1)所得CuO中加入AgNO3水溶液搅拌，之后逐滴加入过量的由Na2HPO4和NaH2PO4组成的pH为7的Na3PO4缓冲溶液，搅拌反应，在Ag3PO4上原位生成CuO，获得Ag3PO4/CuO复合材料。该催化剂既能提高纯CuO的芬顿催化性能，又能解决单一光催化剂Ag3PO4的稳定性和循环性差的缺陷，用于有机污染物降解具有催化性能高、结构稳定、循环性高、降解的产物无污染等优点。可用于有机污染物氧化降解、水分解制氢等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化材料
，特别涉及一种高效光芬顿催化剂Ag3P04/Cu0及其制备方法。
技术介绍
进入21世纪，人类面临一系列危机:人口膨胀和资源过度消耗，大气、水质的污染、有毒废物的排放、温室气体导致的全球气候变暖以及生物物种的大量消失等，全球环境已经面临着海洋、淡水、湿地、生物多样性和能源五大挑战。可持续发展观揭示，人口、资源与环境密切相关，资源综合利用与环境保护相互联系，构成一个有机整体。环境保护是资源开发、经济发展进程中的重要内容。为了实现经济社会的可持续发展，控制水质工作成为环境保护工作的一个重要组成部分。如何采用有效手段降解水中的有机物是一个值得探讨的话题。自2010年，叶金花课题组发现一种具有量子产率高、可见光催化性能好、无二次污染的新型可见光催化剂Ag3PO4,研究发现这种间接半导体远远高于前人所报道的半导体催化性能，可以快速完全降解有机污染物，但是其在水中部分溶解，比表面积低，价格昂贵，不但光照不稳定，而且电子-空穴极易复合，大大限制了自身的光催化性能，于是，科研工作者们围绕这些问题，通过各种方法，引入新的半导体，成功合成了各种Ag3PO4复合材料，如 Ag3P04/Ag1、Ag3P04/Ag2S、Ag3PO4/1n (OH) 3、Ag3P04/G0、Ag3P04/g_C3N4、Ag3P04/MoS2、Ag3PO4/WS2、等等，多达几十种，这虽然在很大程度上改善了纯Ag3PO4的各种弱点，但是这些思路都比较单一、难以拓展。自1894年，法国科学家H.J.H.Fenton发现在酸性水溶液中以及H2O2共存的条件下，Fe2+可以有效的将酒石酸氧化，从而专利技术了 Fenton试剂，为分析还原性有机物和有机物的选择性氧化提供了一种新的方法，1964年Eisenhouser首次使用Fenton试剂处理苯酸及烷基苯废水，开创了 Fenton试剂在环境污染物处理中应用的先例。如今，人们不断研究Fenton 试剂并开拓 Fenton 体系，如 FeOCl、Ce02、Fe3Ozp Cu2 (OH) P04、Ce02/Fe304、CuO/Cu2O,高效且大量降解有机物，为解决环境污染问题另辟蹊径。Fenton试剂作为一种强氧化剂用于去除有机工业废水中的难降解有机污染物具有明显优点，是一种很有应用潜力的废水处理技术。具有反应启动快，反应条件温和；设备简单，能耗少，节约远行费用；Fenton试剂氧化性强，反应过程中污染物彻底无害化，氧化剂H2O2反应后自行分解，不留残余，同时也是良好的絮凝剂；运行过程稳定可靠，操作简便。CuO作为一种半导体材料被科研者们广泛研究，已经被人们报道的应用中包括气体传感器、超导材料、光开关、锂离子电极、场发射发射器等等，但是一直很有前景却被人们忽视的是其在环境污染上用于降解有机污染物的高效的芬顿催化性能，研究表明，CuO具有较高的拟Fenton催化活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供高效且稳定性较好的高效光芬顿催化剂Ag3P04/Cu0及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为:提供一种Ag3P04/Cu0复合光芬顿催化剂，其特征在于:其由具有多面体结构的Ag3POjP其表面负载的CuO纳米球状粒子组成。按上述方案，CuO纳米球状粒子的粒径为20-30nm，Ag3POj^粒径为100_200nm。按上述方案，CuO与Ag3POj^摩尔比1:1?3:1。提供一种上述Ag3P04/Cu0复合光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:(I)CuO的制备:以Cu (Ac)#前驱体，在PVP添加剂的存在下水热反应制备CuO ；(2) Ag3P04/Cu0的制备:在室温下，在步骤⑴所得CuO中加入AgNO3水溶液搅拌，之后逐滴加入过量的由Na2HPOjP NaH 2P04组成的pH为7的缓冲溶液，搅拌反应，在CuO上原位生成Ag3PO4,获得Ag3P04/Cu0复合材料。按上述方案，所述的水热反应温度为195-205°C，水热反应时间为0.9-1.lh。按上述方案，所述水热反应体系中Cu(Ac)J^浓度为0.lmol/Lo按上述方案，每毫摩尔Cu (Ac)2K使用的PVP的含量为0.0415-0.0443g。按上述方案，所述水热反应后将得到的产物洗涤、干燥，即得CuO。按上述方案，步骤(2)中的反应时间为4_6h。按上述方案，步骤(2)反应完成后进行洗涤、干燥后处理。本专利技术的有益效果:该催化剂既能提高纯CuO的芬顿催化性能，又能解决单一光催化剂Ag3PO4的稳定性和循环性差的缺陷，用于有机污染物降解具有催化性能高、结构稳定、循环性高、降解的产物无污染等优点。这种新型的拟芬顿/光催化剂在有机污染物氧化降解、水分解制氢等领域有着潜在的应用前景。催化剂制备实验条件温和，简单方便、易于操作。【附图说明】图1为不同比例Ag3P04/Cu0催化剂的XRD图，a、b、c分别为不同比例的Ag3PO4/CuO，分别为 1:1、1:2、1:3 ；图2为纯CuO、不同比例Cu0/Ag3P0j^ FESEM图，a为纯CuO，b、c、d分别是摩尔比例为 1:1、2:1、3:1 的 FESEM 图；图3 为 Cu。、Ag3PO4' Ag3P04/Cu0 的性能实验图，a、b、c 分别为 CuO、Ag3PO4' Ag3PO4/CuO的性能实验图，其中H2O2的用量为200 μ L ;图4为性能最佳的Ag3P04/Cu0加入不同H2O2的性能实验图；图5为性能最佳的Ag3P04/Cu0的样品的循环稳定性实验；【具体实施方式】以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细的描述实施例1(I) CuO芬顿催化剂的制备方法(水热法):0.1M、35mL Cu (Ac) 2溶液作为前驱体，逐滴加入150mg、35mL PVP, 200°C水热lh，将得到的产物洗涤、干燥后，即得CuO拟芬顿催化剂；(2)Ag3P04/Cu0的制备方法(原位生成法):在室温下，取步骤⑴所得CuO0.000835mol，逐滴加入 0.0167M，50mL AgN<VJU§液搅拌 30min 后，逐滴加入 50mLNa2HP04、NaH2PO4缓冲溶液(Na 2册04和 NaH 孑04各 0.000835mol，pH = 7)搅拌 5h 后，洗涤、干燥，所得的产物即为CuO与Ag3PO4的摩尔比为3:1的Ag 3P04/Cu0复合材料。 参考上述方法，制备CuO与Ag3PO4的摩尔比为2:1和1:1的Ag 3P04/Cu0复合材料。催化剂的微观结构表征:通过X射线粉末衍射(XRD)实验表征催化剂的晶相，通过FESEM，对催化剂的形貌进行表征，包括纯CuO、纯Ag3POjP Ag 3P04/Cu0。拟芬顿/当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ag3PO4/CuO复合光芬顿催化剂，其特征在于：其由具有多面体结构的Ag3PO4和其表面负载的CuO纳米球状粒子组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马培艳，余勇，傅正义，洪时泉，易志杰，孔朝鹏，于洪舰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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