【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污染水处理，尤其涉及一种光电阴极复合膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、染料是可水溶或油溶的合成有机化合物，主要应用于纸张、皮肤和衣服的绘画和染色等日常生活中。其中，高达50％的染料没有固定在纺织纤维，而是排放至水体中，由于其“三致”(致畸、致癌、致突变)效应，在环境中持续积累，将对动植物健康造成极大危害。目前，此类污染物常采用物理、化学和生物处理技术，虽在一定程度上减缓其对环境的污染速度，但均存在着亟待解决的技术问题，比如，物理法仅能分离、吸附有机污染物，但不能将其矿化；传统的化学法(沉淀法、混凝处理)成本较高，且会产生二次污染；生物法耗时久，不能完全降解污染物。
2、高级氧化工艺因其高效、能耗和绿色被广泛用于有机污染物的去除。电芬顿技术是利用fe2+与h2o2反应产生·oh，从而攻击有机污染物，实现有效降解。但是由于h2o2的产率较低，很难实现难降解有机污染物的完全降解。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种光电阴极复合膜及其制备方法和应用。所述光电阴极复合膜对有机污染物具有较高的降解效率。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种光电阴极复合膜，包括依次层叠设置的支撑膜和复合光催化剂层；
4、所述复合光催化剂层中的复合光催化剂包括酸化的多壁碳纳米管、氧化亚铜和钴铁氧化物。
5、优选的，所述酸化的多壁碳纳米管、氧化亚铜和钴铁氧化物的质量比为1：(1～
6、所述氧化亚铜为多面体结构；所述钴铁氧化物的粒径为纳米级；
7、所述支撑膜的材料为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯膜。
8、优选的，所述酸化的多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
9、将多壁碳纳米管置于酸液中进行酸化，得到酸化的多壁碳纳米管；
10、所述酸液包括硝酸或硫酸；所述酸液的浓度为16mol/l。
11、优选的，所述酸化在油浴的条件下进行；
12、所述多壁碳纳米管和酸液的用量比为(100～300)mg：(50～150)ml；
13、所述油浴的温度为60～90℃，时间为4～12h。
14、优选的，所述氧化亚铜的制备方法包括以下步骤：
15、将可溶性铜源溶液、氢氧化钠溶液和葡萄糖溶液混合，加热，得到氧化亚铜。
16、优选的，所述可溶性铜源包括硫酸铜或醋酸铜；
17、所述可溶性铜源、氢氧化钠溶液中的氢氧化钠和葡萄糖溶液中的葡萄糖的摩尔比为1：(2～10)：(0.4～10)；
18、所述加热的温度为40～80℃，时间为1～3h。
19、优选的，所述钴铁氧化物的制备方法包括以下步骤：
20、将可溶性钴源、可溶性铁源、抗坏血酸、尿素和水混合，依次进行水热反应和煅烧，得到所述钴铁氧化物。
21、优选的，所述可溶性钴源包括氯化钴或醋酸钴；
22、所述可溶性铁源包括硝酸铁、铁氰化钾或氯化铁；
23、所述可溶性钴源、可溶性铁源、抗坏血酸和尿素摩尔比为(0.5～1.5)：1：(1～1.5)：(3～5)；
24、所述水热反应的温度为150～180℃，时间为5～24h；
25、所述煅烧的温度为550～600℃，升温速率<10℃/min，时间为2～5h。
26、本专利技术还提供了上述技术方案所述光电阴极复合膜的制备方法，包括以下步骤：
27、将酸化的多壁碳纳米管、氧化亚铜、钴铁氧化物和乙醇混合后，将得到的混合浆料在支撑膜上成膜，得到所述光电阴极复合膜。
28、本专利技术还提供了上述技术方案所述光电阴极复合膜或上述技术方案所述制备方法制备得到的光电阴极复合膜在降解废水中有机污染物中的应用。
29、本专利技术提供了一种光电阴极复合膜，包括依次层叠设置的支撑膜和复合光催化剂层；所述复合光催化剂层中的复合光催化剂包括酸化的多壁碳纳米管、氧化亚铜和钴铁氧化物。本专利技术利用酸化的多壁碳纳米管有效提高材料的导电性能，同时负载过氧化铜和钴铁氧化物不但扩大可见光的吸收范围，提高了光催化活性，同时，改变电极内部光生载流子浓度及迁移性能，提高h2o2产率，进而提高光电阴极对有机污染物的降解效率。同时，本专利技术所述的复合光催化剂采用的光电芬顿催化技术是在利用fe2+与h2o2反应产生·oh的同时，利用光催化材料在紫外光或者可见光激发下产生的电子空穴对(e-/h+)，其与o2反应产生·o2-和h2o2转移到光催化剂的表面，从而提高h2o2产量，进而提高降解效率。cu2o是一种常见的p型半导体材料，具有价格低廉，毒性低等优点，能高效去除水中刚果红、四环素等污染物，降解过程绿色无污染，但其存在导电性差，电子空穴对复合率高等缺点，因此将具有较高电子传输速率和较大比表面积的碳纳米管作为载体，提高其导电性能。将具有强光吸收能力和高光催化活性的钴铁氧化物与cu2o协同作用，以扩大光电阴极的光吸收范围，增加其光能利用效率。最后本专利技术将光电芬顿与膜技术相结合，克服了当前氧化亚铜材料光电催化性能较低、可回收性能差、界面传质效率低且容易造成二次污染的问题。
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1.一种光电阴极复合膜，其特征在于，包括依次层叠设置的支撑膜和复合光催化剂层；
2.如权利要求1所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述酸化的多壁碳纳米管、氧化亚铜和钴铁氧化物的质量比为1：(1～3)：(1～6)；
3.如权利要求1或2所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述酸化的多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述酸化在油浴的条件下进行；
5.如权利要求1或2所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述氧化亚铜的制备方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述可溶性铜源包括硫酸铜或醋酸铜；
7.如权利要求1或2所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述钴铁氧化物的制备方法包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述可溶性钴源包括氯化钴或醋酸钴；
9.权利要求1～8任一项所述光电阴极复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求1～8任一项所述光电阴极复合膜或权利
...【技术特征摘要】
1.一种光电阴极复合膜，其特征在于，包括依次层叠设置的支撑膜和复合光催化剂层；
2.如权利要求1所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述酸化的多壁碳纳米管、氧化亚铜和钴铁氧化物的质量比为1：(1～3)：(1～6)；
3.如权利要求1或2所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述酸化的多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述酸化在油浴的条件下进行；
5.如权利要求1或2所述的光电阴极复合膜，其特征在于，所述氧化亚铜的制备方法包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑君健，王闪闪，蒋敏敏，张媛媛，韦巧艳，魏嘉琪，范文文，马金星，张学洪，王志伟，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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