Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用制造技术

本发明专利技术公开一种Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用，属于污染治理领域。所述污染物包括罗丹明污染物和微生物。研究表明Cu3B2O6对罗丹明B的降解率以及对大肠杆菌的抑制率可接近100％。且采用Cu3B2O6进行压电催化降解污染物的方法操作简单，制备Cu3B2O6材料的成本低，能耗低。Cu3B2O6在反应体系中具有良好的稳定性，在外部机械力搅拌的作用下，可以高效地降解染料并且能够达到理想的杀菌效果，为高效降解环境水体中的污染物提供了一种新的方案，可用于环境水体中污染物的有效治理，在环境污染和治理领域具有广阔的应用前景。环境污染和治理领域具有广阔的应用前景。环境污染和治理领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用


[0001]本专利技术属于污染治理领域，具体地，涉及一种Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用。

技术介绍

[0002]随着社会工业化的快速发展，我国在追求经济高速发展的同时，也造成了环境污染问题的日益多元化，为环境的治理带来了极大的挑战。其中工业废水的排放使得水体污染现象日益严重，例如：纺织印染工业制造过程中，会产生大量的色度高且组成成分复杂的染料废水。除了有机污染物，水体中的微生物如埃希氏大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(Salmonella)、金色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等也会引发生态污染，甚至威胁到人类的健康。通过传统的物理吸附，过滤，高级氧化等废水处理的方法不仅反应成本高，工艺复杂且处理效果不理想，还可能会造成二次污染，这些因素使得传统的处理工艺在实际应用中受到限制。因此，随着随着水体污染的现象越来越严重，研发能够同时且降解水体有机污染物及抑制微生物的方法是十分重要的。
[0003]压电催化剂可以介导机械能与化学能之间的转化，其可以借助自然界中较少的能量，如风，水流等来产生压电势。压电催化具有低污染，低能耗，低成本以及高稳定性等优势，为降解污染物以及抑制有害微生物提供了新的解决方案。近年来，人们在压电催化材料上(如BaTiO3，ZnO，SnS2)投入了大量的研究和实践应用，如专利CN112811900A提供了一种p
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BaTiO3/NiO异质结压电陶瓷压电催化剂的制备方法，但该方法存在合成过程复杂，在机械力的作用下稳定性低，所需要的能耗高等弊端，影响了压电催化的性能，阻碍了压电催化的工业应用的发展。因此，开发一种能高效催化降解或抑制污染物的压电催化材料和方法具有很大的必要性。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用。所述污染物包括罗丹明污染物和微生物，本专利技术研究表明Cu3B2O6对罗丹明B的降解率以及对大肠杆菌的抑制率可接近100％。且采用Cu3B2O6进行压电催化降解污染物的方法操作简单，制备Cu3B2O6材料的成本低，能耗低，且Cu3B2O6在反应体系中具有良好的稳定性(即在完成一轮染料或者细菌降解实验后，回收Cu3B2O6进行下一轮降解实验，对罗丹明B的降解效率或者大肠杆菌的抑制效率，依然能维持在99％以上；重复实验一共做了五次)，在外部机械力搅拌的作用下，可以高效地降解染料并且能够达到理想的杀菌效果，为高效降解环境水体中的污染物提供了一种新的方案，可用于环境水体中污染物的有效治理，对解决环境污染问题以及保护生态环境具有理想的发展前景。
[0005]本专利技术的又一目的是提供一种利用Cu3B2O6压电催化降解罗丹明污染物的方法。
[0006]本专利技术的再一目的是提供一种利用Cu3B2O6压电催化抑制微生物的方法。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0008]本专利技术首先提供一种Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用。
[0009]进一步的，Cu3B2O6在压电催化降解或抑制水体污染物方面的应用。
[0010]优选地，所述污染物包括罗丹明污染物和微生物中的至少一种。
[0011]进一步优选地，所述罗丹明污染物为罗丹明B。
[0012]进一步优选地，所述微生物为大肠杆菌。
[0013]本专利技术研究表明了Cu3B2O6对罗丹明B的降解率以及对大肠杆菌的抑制率可接近100％。
[0014]此外，本专利技术还提供了一种利用Cu3B2O6压电催化降解罗丹明污染物的方法，包括如下步骤：
[0015]S1.将罗丹明污染物溶解稀释，超声处理得到溶液A；
[0016]S2.避光条件下，将Cu3B2O6加入步骤S1的溶液A中搅拌；
[0017]S3.将步骤S2得到的溶液进行球磨，即可降解所述的罗丹明污染物；
[0018]优选地，所述罗丹明污染物为罗丹明B。
[0019]优选地，步骤S1所述溶液A中罗丹明污染物浓度为10～800mg/L。
[0020]进一步优选地，步骤S1所述溶液A中罗丹明污染物浓度为10～100mg/L，更进一步为10mg/L。
[0021]优选地，步骤S1所述超声的超声时间为10～20min，超声频率为40kHz；进一步为10min，超声频率为40kHz。
[0022]优选地，步骤S2所述Cu3B2O6的添加量与溶液A的质量体积比为0.5～80mg/mL。
[0023]进一步优选地，步骤S2所述Cu3B2O6的添加量与溶液A的质量体积比为0.7mg/mL。
[0024]优选地，步骤S2所述搅拌的搅拌时间为10～30min。
[0025]进一步优选地，步骤S2所述搅拌的搅拌时间为30min。
[0026]优选地，步骤S2所述搅拌的搅拌转速为50～200rpm；进一步为50rpm。
[0027]优选地，步骤S3中，将步骤S2得到的溶液加入装有玛瑙球的球磨罐中，并将球磨罐密封后固定于球磨机上进行球磨。
[0028]优选地，所述的玛瑙球的直径为3～10mm。
[0029]优选地，步骤S3所述球磨的转速为200～600rpm；进一步为400～600rpm。
[0030]当步骤S3所述球磨时，因球磨的转速越快，所提供的机械力越大，会使得罗丹明污染物发生自身降解，与Cu3B2O6发挥协同作用，有效提高Cu3B2O6对污染物的降解/抑制率。
[0031]进一步优选地，球磨的转速设置为600rpm。
[0032]当球磨的转速设置为600rpm，本方案对罗丹明污染物的降解率已接近100％，因此，再提球磨速度对降解率的影响不大，还造成了能源的浪费，提高了降解成本。
[0033]优选地，步骤S3所述球磨的时间为10min～30min，进一步为30min。
[0034]作为一种最佳的可实施方式，上述利用Cu3B2O6压电催化降解罗丹明污染物的方法，包括如下步骤：
[0035]S1.将罗丹明污染物溶解稀释至浓度为10mg/L，以40kHz的频率超声处理10min得到溶液A；
[0036]S2.避光条件下，将与溶液A的质量体积比为700mg/L的Cu3B2O6加入步骤S1的溶液A；
[0037]S3.将步骤S2得到的溶液在球磨(转速600rpm)下30min，即可降解所述罗丹明污染物。
[0038]本专利技术还请求保护一种利用Cu3B2O6压电催化抑制微生物的方法，包括如下步骤：
[0039]S1.将微生物的甘油冻存液解冻后，培养后离心，将微生物稀释配成溶液B；
[0040]S2.避光条件下，将Cu3B2O6加入步骤S1的溶液B中；
[0041]S3.将步骤S2得到的溶液进行球磨，即可降解所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Cu3B2O6在压电催化降解或抑制污染物方面的应用，其特征在于：所述污染物包括罗丹明污染物和微生物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述罗丹明污染物为罗丹明B；所述微生物为大肠杆菌。3.一种利用Cu3B2O6压电催化降解罗丹明污染物的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.将罗丹明污染物溶解稀释，超声处理得到溶液A；S2.避光条件下，将Cu3B2O6加入步骤S1的溶液A中搅拌；S3.将步骤S2得到的溶液进行球磨，降解所述的罗丹明污染物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述罗丹明污染物为罗丹明B。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤S1所述溶液A中罗丹明污染物浓度为10～800mg/L；步骤S1所述超声的超声时间为10～20min，超声频率为40kHz；步骤S2所述Cu3B2O6的添加量与溶液A的质量体积比为0.5～80mg/mL；步骤S2所述搅拌的搅拌时间为10～30min；步骤S2所述搅拌的搅拌转速为50～200rpm；步骤S3中，球磨所用玛瑙球的直径为3～10mm；步骤S3所述球磨的转速为200～600rpm；步骤S3所述球磨的时间为10min～30min。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S1所述溶液A中罗丹明污染物浓度为10～100mg/L；步骤S1所述超声的超声时间为10min，超声频率为40kHz；步骤S2所述Cu3B2O6的添加量与溶液A的质量体积比为0.7mg/mL；步骤S2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓芸，廖肖敏，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：