基于Cu制造技术

基于Cu

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化材料制备领域，涉及一种基于酸性溶液中Cu+/Cu的氧化还原来制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料的方法。
技术介绍
经济发展给人类社会提供了进步的驱动力，同时也带来了诸多难以消除的影响，比如环境污染问题随着经济发展的加剧，而且环保问题在发展中国家尤为突出，各种污染物排放至水体及大气中，造成了人民生活环境的破坏。因此，必须对各种污染物的排放采取严格的控制，并对污染物的治理采取具有针对性的手段，开发能把污染物去除的技术，才能够改善生存环境。对于水体污染的治理，采取光催化材料对污染物进行处理，可以将太阳能作为污染治理的能源，产生的光生电子和光生空穴具有还原和氧化的能力，从而使水体中的污染物被氧化或还原为无毒的物质。光催化降解有机污染物不仅节约能源而且适用性广，可以突破传统环境治理方法无法解决的瓶颈，因此受到了广泛的关注，也很有希望成为解决水体污染的绿色环境治理方式。所以，开发可以产生强氧化还原性光生空穴及光生电子的高效半导体光催化材料成为治理水体污染的重要任务。除了催化剂本身的半导体性质之外，诸多因素都可以对于半导体催化材料的催化活性产生重大影响，比如：半导体催化剂的晶粒大小、晶型、吸附性以及导电性等性质。一般来讲，催化剂的晶粒越小其催化表面就越大，吸附性能越好就能在单位时间内吸附更多的有机污染物，导电性能越好就能防止光生电子与光生空穴的复合，催化剂的催化效果就越好。然而，采用粉体催化剂虽然比表面积更大，但是催化剂不稳定易团聚，且不易回收造成二次污染，采用薄膜半导体催化剂则可以克服这些问题。目前，人们已经研究了二氧化钛、氧化锌、硫化镉、氧化锡以及二硫化钼等半导体材料及其复合材料作为光催化材料用于分解有机污染物的可行性，而且在薄膜半导体催化剂的制备领域取得了一定的进展。在众多半导体光催化材料中，氧化锡的禁带宽度较宽，其产生的光生空穴的氧化性较强，可以氧化更稳定的有机污染物，产生更好的光催化降解效果。但是，氧化锡薄膜催化剂本身的比表面积较小、导电性较差，且对有机污染物的吸附性能不理想，这些因素都限制了氧化锡薄膜催化剂的催化活性以及在光催化降解有机污染物领域的应用。因此，制备具有巨大催化面积、良好吸附性能以及优良导电性的氧化锡复合薄膜，提高其催化降解有机污染物的能力，对于光催化材料在环境治理领域的实际应用具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术是要解决目前薄膜光催化材料催化活性低的问题，而提供一种基于酸性介质中Cu+/Cu的氧化还原来制备用于光降解有机污染物的多孔氧化锡-CNTs复合材料的方法。本专利技术的基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料按照以下步骤进行：(1)在导电玻璃表面电沉积仿金青铜-CNTs：a.量取8~80mL盐酸溶于700mL去离子水中，缓慢加入5~15g的对苯二酚，然后加入5~12g酒石酸氢钾，搅拌至全部溶解后加入1~6g氯化亚锡并陈化24h，配得溶液A；b.向溶液A中加入35~120g硫脲，加热搅拌至完全溶解后加入5~35g氧化亚铜，在50~80℃条件下搅拌2h后趁热进行常压过滤，配得溶液B；c.将0.5~1.0gCNTs加入到100ml65%硝酸中，采用超声波细胞粉碎机处理6~60h，加入氨水至溶液pH值为5.5~8.5后采用去离子水对CNTs进行离心洗涤5~8次，将CNTs分散于200mL去离子水中，配得溶液C；d.混合溶液B与溶液C，定容至1L，配得仿金青铜-CNTs复合电沉积溶液；e.将经过丙酮除油的导电玻璃浸入步骤d配制的仿金青铜-CNTs复合电沉积溶液，在电流密度为1.0~5.0A/dm2并且施加搅拌的条件下电沉积10~120min，在导电玻璃表面制得仿金青铜-CNTs复合层；(2)仿金青铜-CNTs的一价铜沥出：f.将2~35mL的盐酸和50~100g硫脲在55~85℃的温度下溶于600mL去离子水中，然后定容至1L，配得铜沥出液；g.将步骤e制备的沉积有仿金青铜-CNTs复合层的导电玻璃浸入到步骤f配制的铜沥出液中，在35~80℃条件下浸泡0.5~12h，完成仿金青铜-CNTs的一价铜沥出，制得导电玻璃/多孔锡-CNTs；(3)多孔锡-CNTs的氧化：h.将步骤g制备的导电玻璃/多孔锡-CNTs在80~150℃的条件下热处理8~60h，完成多孔锡-CNTs的氧化，在导电玻璃表面获得多孔氧化锡-CNTs光催化材料。本专利技术的基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料通过在含有亚铜离子和亚锡离子的溶液中电沉积仿金青铜-CNTs，然后利用铜在含有硫脲的酸性溶液中极易溶解为亚铜离子的特性沥出仿金青铜中的铜元素，得到多孔锡-CNTs复合物，进而氧化生成多孔氧化锡-CNTs复合材料。由于铜的沥出，制备的光催化材料为具有很大比表面积的多孔材料；由于制备的光催化材料多孔且含有具有吸附性能的CNTs，因此光催化材料吸附有机污染物的能力优良，有助于提高其催化降解有机污染物的能力；由于制备的光催化材料含有导电性良好的CNTs，有助于防止光生电子和光生空穴的复合，提高催化材料的催化能力。因此，将本专利技术制备的多孔氧化锡-CNTs光催化材料用于光降解有机污染物时，可以表现出优良的催化活性，对于水体污染的治理具有重大意义。附图说明图1为试验一步骤(1)制备的仿金青铜-CNTs复合材料的SEM图像；图2为试验一制备的氧化锡-CNTs复合材料的SEM图像；图3为试验一制备的氧化锡-CNTs复合材料在350W汞灯照射下对50mL浓度为30mg/L的甲基橙溶液的光催化降解曲线。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料按以下步骤进行：1、基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料，其特征在于基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料按以下步骤进行：(1)在导电玻璃表面电沉积仿金青铜-CNTs：a.量取8~80mL盐酸溶于700mL去离子水中，缓慢加入5~15g的对苯二酚，然后加入5~12g酒石酸氢钾，搅拌至全部溶解后加入1~6g氯化亚锡并陈化24h，配得溶液A；b.向溶液A中加入35~120g硫脲，加热搅拌至完全溶解后加入5~35g氧化亚铜，在50~80℃条件下搅拌2h后趁热进行常压过滤，配得溶液B；c.将0.5~1.0gCNTs加入到100ml65%硝酸中，采用超声波细胞粉碎机处理6~60h，加入氨水至溶液pH值为5.5~8.5后采用去离子水对CNTs进行离心洗涤5~8次，将CNTs分散于200mL去离子水中，配得溶液C；d.混合溶液B与溶液C，定容至1L，配得仿金青铜-CNTs复合电沉积溶液；e.将经过丙酮除油的导电玻璃浸入步骤d配制的仿金青铜-CNTs复合电沉积溶液，在电流密度为1.0~5.0A/dm2并且施加搅拌的条件下电沉积10~120min，在导电玻璃表面制得仿金青铜-CNTs复合层；(2)仿金青铜-CNTs的一价铜沥出：f.将2~35mL的盐酸和50~100g硫脲在55~85℃的温度下溶于600mL去离子水中，然后定容至1L，配得铜沥出液；g.将步骤e制备的沉积有仿金青铜-CNTs复合层的导电玻璃浸入到步骤f配制的铜沥出液中，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡‑CNTs光催化材料，其特征在于基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡‑CNTs光催化材料按以下步骤进行：(1) 在导电玻璃表面电沉积仿金青铜‑CNTs：a. 量取8~80 mL盐酸溶于700 mL去离子水中，缓慢加入5~15 g的对苯二酚，然后加入5~12 g酒石酸氢钾，搅拌至全部溶解后加入1~6 g氯化亚锡并陈化24h，配得溶液A；b. 向溶液A中加入35~120 g硫脲，加热搅拌至完全溶解后加入5~35g氧化亚铜，在50~80 ℃条件下搅拌2 h后趁热进行常压过滤，配得溶液B；c. 将0.5~1.0 g CNTs加入到100 ml 65%硝酸中，采用超声波细胞粉碎机处理6~60 h，加入氨水至溶液pH值为5.5~8.5后采用去离子水对CNTs进行离心洗涤5~8次，将CNTs分散于200 mL去离子水中，配得溶液C；d. 混合溶液B与溶液C，定容至1 L，配得仿金青铜‑CNTs复合电沉积溶液；e. 将经过丙酮除油的导电玻璃浸入步骤d配制的仿金青铜‑CNTs复合电沉积溶液，在电流密度为1.0~5.0 A/dm2并且施加搅拌的条件下电沉积10~120 min，在导电玻璃表面制得仿金青铜‑CNTs复合层；(2) 仿金青铜‑CNTs的一价铜沥出：f. 将2~35 mL的盐酸和50~100 g硫脲在55~85 ℃的温度下溶于600mL去离子水中，然后定容至1 L，配得铜沥出液；g. 将步骤e制备的沉积有仿金青铜‑CNTs复合层的导电玻璃浸入到步骤f配制的铜沥出液中，在35~80 ℃条件下浸泡0.5~12 h，完成仿金青铜‑CNTs的一价铜沥出，制得导电玻璃/多孔锡‑CNTs；(3) 多孔锡‑CNTs的氧化：h. 将步骤g制备的导电玻璃/多孔锡‑CNTs在80~150℃的条件下热处理8~60 h，完成多孔锡‑CNTs的氧化，在导电玻璃表面获得多孔氧化锡‑CNTs光催化材料。...

【技术特征摘要】
1.基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料，其特征在于基于Cu+/Cu的氧化还原制备多孔氧化锡-CNTs光催化材料按以下步骤进行：(1)在导电玻璃表面电沉积仿金青铜-CNTs：a.量取8~80mL盐酸溶于700mL去离子水中，缓慢加入5~15g的对苯二酚，然后加入5~12g酒石酸氢钾，搅拌至全部溶解后加入1~6g氯化亚锡并陈化24h，配得溶液A；b.向溶液A中加入35~120g硫脲，加热搅拌至完全溶解后加入5~35g氧化亚铜，在50~80℃条件下搅拌2h后趁热进行常压过滤，配得溶液B；c.将0.5~1.0gCNTs加入到100ml65%硝酸中，采用超声波细胞粉碎机处理6~60h，加入氨水至溶液pH值为5.5~8.5后采用去离子水对CNTs进行离心洗涤5~8次，将CNTs分散于200mL去离子水中，配得溶液C；d.混合溶液B与溶液C，定容至1L，配得仿金青铜-CNTs复合电沉积溶液；e.将经过丙酮除油的导电玻璃浸入步骤d配制的仿金青铜-CNTs复合电沉积溶液，在电流密度为1.0~5.0A/dm2并且施加搅拌的条件下电沉积10~120min，在导电玻璃表面制得仿金青铜-CNTs复合层；(2)仿金青铜-CNTs的一价铜沥出：f.将2~35mL的盐酸和50~100g硫脲在55~85℃的温度下溶于600mL去离子水中，然后定容至1L，配得铜沥...

【专利技术属性】
技术研发人员：田栋，侯恩啸，陈博文，周长利，黄太仲，夏方诠，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37