一种Co制造技术

本发明专利技术涉及聚乳酸技术领域，且公开了一种Co

【技术实现步骤摘要】
一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料及其制法
本专利技术涉及聚乳酸
，具体为一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料及其制法。
技术介绍
水是生命的源泉，是生命存在与经济发展的必要条件，同样是构成人体组织的重要部分，我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家，虽然水资源总量居世界第六位，但是人均占有量只有2500立方米，只有世界人均水量的四分之一，近年来我国水资源质量不断下降，水资源环境持续恶化，由水污染引起的缺水和事故不断发生，造成了不良的社会影响和严重的经济损失，直接威胁了社会的可持续发展和人类的生存，水污染主要使因为未经处理的生活污水、工业废水、农业废水等直接排放到水体环境中，污染物主要有铜、砷、汞等重金属离子及其化合物，以及有机污染物如亚甲基蓝、甲基橙、苯酚、卤化物等。目前对于水污染基污水处理方法主要有物理吸附法、物理絮凝法、生物降解法、化学沉淀法、氧化还原法等，其中光催化降解使通过光辐射在光催化剂材料上，产生光生电子和空穴，光生电子与水分子反应产生羟基自由基，空穴与氧气反应生成超氧自由基，羟基自由基和超氧自由基的氧化性极强，可以与有机污染物如甲基橙、罗丹明B等进行氧化还原反应，生成无毒或低毒的小分子，起到净化水源的作用，目前的光催化材料主要有二氧化钛、石墨烯氮化碳、过渡金属硫化物、过渡金属氧化物等，其中Co3O4是一种p型半导体材料，具有良好的光化学活性，是一种具有发展潜力的光催化材料，但是Co3O4产生的光生电子和空穴很容易复合，大大降低了其光催化活性。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料及其制法，解决了Co3O4光生电子和空穴很容易复合的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：61-73份TiO2-改性碳纳米管、26.5-38份Co(NO3)2、0.5-1份Cr(NO3)2。优选的，所述TiO2-改性碳纳米管制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入无水乙醇溶剂、羧基化碳纳米管、尿素和硫脲，将反应瓶置于超声处理仪中，进行超声分散处理1-2h，搅拌均匀后加入钛酸丁酯，再加入硝酸调节溶液pH至3-4，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-85℃，匀速搅拌反应5-10h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，固体产物置于马弗炉中，升温速率为2-4℃/min，升温至350-400℃，保温煅烧3-5h，煅烧产物即为TiO2负载碳纳米管；(2)向反应瓶中加入无水乙醇溶剂、TiO2负载碳纳米管和壳聚糖，将溶液进行超声分散处理1-3h，再加入催化剂对甲基苯磺酸和脱水剂二环己基碳二亚胺，将溶液转移进高压水热反应釜中，并置于反应釜加热箱中，加热至140-180℃，匀速搅拌反应12-20h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，得到TiO2-改性碳纳米管。优选的，所述羧基化碳纳米管中的羧基含量为4-6％，羧基化碳纳米管、尿素、硫脲和钛酸丁酯质量比为2-4:0.05-0.08:0.02-0.04:1，其中TiO2负载碳纳米管中为N,S共掺杂TiO2。优选的，所述TiO2负载碳纳米管、壳聚糖、对甲基苯磺酸和二环己基碳二亚胺的质量比为0.8-1.5:1:0.08-0.12:0.15-0.25，其中改性碳纳米管为壳聚糖接枝碳纳米管。优选的，所述Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水、61-73份TiO2-改性碳纳米管、26.5-38份Co(NO3)2和0.5-1份Cr(NO3)2，加入碳酸钾调节溶液pH至9-10，将溶液转移进高压水热反应釜中，并置于反应釜加热箱中，加热至120-140℃，匀速搅拌反应6-10h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于气氛电阻炉中，通入氮气和氧气混合气体，两者体积比为4-6:1，升温速率为3-8℃/min，升温至350-380℃，保温煅烧3-5h，煅烧产物即为Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，其中Co3O4为Cr掺杂Co3O4。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，以羧基化碳纳米管为基底，尿素为氮源、硫脲为硫源，原位生长法在碳纳米管的表面生产一层N,S共掺杂纳米TiO2，碳纳米管巨大的比表面积，可以有效抑制纳米TiO2的聚集，可以暴露出更多的光化学活性位点，并且N掺杂TiO2的降低带隙能，使TiO2在能量较低的光辐射下，就可以产生光生电子和空穴，大大提高了TiO2光响应性能，S掺杂使TiO2的紫外可见光发生红移，拓宽了TiO2的可见光吸收波段，提高了TiO2对光能的利用率，同时碳纳米管可以作为电子受体，促进光生电子向碳纳米管的表面传输和迁移，有效提高了TiO2光生电子和空穴的分离，再通过壳聚糖与碳纳米管的羧基反应，生成壳聚糖接枝碳纳米管，壳聚糖含有丰富的羧基和羟基，可以与Cu2+、Hg+等多种重金属离子，以及亚甲基蓝等阳离子型染料进行配位络合，从而起到吸附污染物和净化水源的作用。该一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，以TiO2-改性碳纳米管为载体，通过高压水热法制备p型的Cr掺杂Co3O4，Cr掺杂加入Co3O4，取代了部分Co的晶格，产生晶格缺陷，提高了Co3O4的电子转移性能，加速了光生电子的迁移速率，有利于光生电子和空穴的分离，p型的Co3O4与n型的TiO2形成p-n异质结，光辐射在TiO2时，导带产生的空穴向Co3O4的价带跃迁，与Co3O4价带产生的光生电子复合，降低了Co3O4光生电子和空穴的复合效率，这样TiO2价带产生的大量的光生电子和Co3O4导带产生大量的空穴，可以分别与水分子反应产生羟基自由基，与氧气反应生成超氧自由基，从而对有机物污染如亚甲基蓝、苯酚等进行氧化还原反应，进行降解过程。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：61-73份TiO2-改性碳纳米管、26.5-38份Co(NO3)2、0.5-1份Cr(NO3)2。TiO2-改性碳纳米管制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入无水乙醇溶剂、羧基含量为4-6％的羧基化碳纳米管、尿素和硫脲，将反应瓶置于超声处理仪中，进行超声分散处理1-2h，搅拌均匀后加入钛酸丁酯，其中羧基化碳纳米管、尿素、硫脲和钛酸丁酯质量比为2-4:0.05-0.08:0.02-0.04:1，再加入硝酸调节溶液pH至3-4，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-85℃，匀速搅拌反应5-10h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Co

【技术特征摘要】
1.一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：61-73份TiO2-改性碳纳米管、26.5-38份Co(NO3)2、0.5-1份Cr(NO3)2。


2.根据权利要求1所述的一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，其特征在于：所述TiO2-改性碳纳米管制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入无水乙醇溶剂、羧基化碳纳米管、尿素和硫脲，将反应瓶置于超声处理仪中，进行超声分散处理1-2h，搅拌均匀后加入钛酸丁酯，再加入硝酸调节溶液pH至3-4，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-85℃，匀速搅拌反应5-10h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，固体产物置于马弗炉中，升温速率为2-4℃/min，升温至350-400℃，保温煅烧3-5h，煅烧产物即为TiO2负载碳纳米管；
(2)向反应瓶中加入无水乙醇溶剂、TiO2负载碳纳米管和壳聚糖，将溶液进行超声分散处理1-3h，再加入催化剂对甲基苯磺酸和脱水剂二环己基碳二亚胺，将溶液转移进高压水热反应釜中，并置于反应釜加热箱中，加热至140-180℃，匀速搅拌反应12-20h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，得到TiO2-改性碳纳米管。


3.根据权利要求2所述的一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金见习，
申请(专利权)人：新昌县同生生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33