【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体来说涉及一种含氧空位的铜钴尖晶石催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在满足人类社会不断增长的淡水供应的同时维护生态系统是全球范围内的一项根本挑战。因此，水/废水处理回收对于确保安全供水或克服缺水至关重要。在最先进的过氧单硫酸盐基高级氧化体系(pms-aops)中，通过破坏pms分子的o-o和o-h键，可以产生更多具有强氧化性能(so4·-/·oh)和高选择性(1o2)的活性氧(ros)，可以协同有效地去除水体中的污染物。然而，pms常温下较稳定，活化速率较慢，对有机污染物的降解效果不理想。因此，提高pms的活化效率，生成更多的自由基，是促进其活性的关键，而ros的生成效率取决于pms与催化剂之间的电子转移速率。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含氧空位的铜钴尖晶石催化剂的制备方法，所述制备方法采用水热-煅烧法制备了纳米铜钴尖晶石，并通过还原法制备了含氧空位的铜钴尖晶石催化剂(cuco2o4-σ)，该制备方法工艺简单，条件温和，得到的含氧空位的铜钴尖晶石催化剂催化活性高且稳定性高。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述制备方法获得的含氧空位的铜钴尖晶石催化剂。
3、本专利技术的另一目的在于提供上述含氧空位的铜钴尖晶石催化剂在活化pms降解污染物中的应用。
4、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
5、一种含氧空位的铜钴尖晶石催化剂的制备方法，包括：于室温下，将纳
6、在上述技术方案中，所述将纳米铜钴尖晶石、硼氢化钠和水混合均匀的方法为：将纳米铜钴尖晶石和水混合，搅拌20～40min至均匀，得到a溶液，将所述a溶液和硼氢化钠混合，超声20～40min至均匀。
7、在上述技术方案中，所述纳米铜钴尖晶石为纳米棒结构。
8、在上述技术方案中，所述纳米铜钴尖晶石的长度为500～2000nm，纳米铜钴尖晶石的宽度为50～150nm。
9、在上述技术方案中，所述纳米铜钴尖晶石的质量份数和水的体积份数的比为(0.5～2)：1，所述质量份数的单位为mg，体积份数的单位为ml。
10、在上述技术方案中，所述将沉淀物洗涤采用水。
11、在上述技术方案中，所述烘干的温度为50～70℃，烘干的时间为10～15h。
12、在上述技术方案中，制备所述纳米铜钴尖晶石的方法，包括以下步骤：
13、步骤1，将铜盐、钴盐、尿素、无水乙醇和水混合，搅拌至均匀，得到均一分散液，其中，按物质的量份数计，铜盐中铜和钴盐中钴的比为(1～2)：(2～5)；
14、在步骤1中，所述铜盐为硝酸铜，所述钴盐为硝酸钴。
15、在步骤1中，所述铜盐的物质的量份数、尿素的质量份数、无水乙醇的体积份数和步骤1中水的体积份数的比为(0.001～0.003)：(0.5～1)：(20～40)：(20～40)，所述物质的量份数的单位为mol，质量份数的单位为g，体积份数的单位为ml。
16、在步骤1中，所述搅拌的时间为20～40min。
17、步骤2，将所述均一分散液于120～140℃水热反应8～10h，洗涤，干燥，得到粉红色粉末；
18、在步骤2中，所述洗涤采用无水乙醇和水。
19、在步骤2中，所述干燥的温度为50～70℃，干燥的时间为10～14h。
20、步骤3，将所述粉红色粉末于340～360℃退火1～3h，得到黑色材料为纳米铜钴尖晶石。
21、在步骤3中，所述升温至340～360℃的升温速率为1～3℃min-1。
22、上述制备方法获得的含氧空位的铜钴尖晶石催化剂。
23、上述含氧空位的铜钴尖晶石催化剂在活化pms降解污染物中的应用。
24、在上述技术方案中，所述污染物为环丙沙星、诺氟沙星、卡马西平、四环素、亚甲基蓝和罗丹明b中的一种或多种。
25、在上述技术方案中，含氧空位的铜钴尖晶石催化剂在活化pms降解污染物的方法为：将含氧空位的铜钴尖晶石催化剂和污染物水溶液混合，达到吸附/解吸平衡后加入pms。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
27、本专利技术的制备方法具有原料种类少，廉价易得，绿色环保等优点，得到的含氧空位的铜钴尖晶石催化剂催化活性高，对环丙沙星的降解效率可达100％，对各种污染物均具有较高的降解效率，同时具有良好的稳定性，在经过5次循环试验后，含氧空位的铜钴尖晶石催化剂依然保持较高的催化降解活性。
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1.一种含氧空位的铜钴尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于，包括：于室温下，将纳米铜钴尖晶石、硼氢化钠和水混合均匀，过滤，得到沉淀物，将所述沉淀物洗涤，烘干，得到含氧空位的铜钴尖晶石催化剂，其中，按质量份数计，所述纳米铜钴尖晶石和硼氢化钠的比为40：(7～9)，所述纳米铜钴尖晶石为纳米棒结构。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米铜钴尖晶石的长度为500～2000nm，纳米铜钴尖晶石的宽度为50～150nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米铜钴尖晶石的质量份数和水的体积份数的比为(0.5～2)：1，所述质量份数的单位为mg，体积份数的单位为mL。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，制备所述纳米铜钴尖晶石的方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述铜盐的物质的量份数、尿素的质量份数、无水乙醇的体积份数和步骤1中水的体积份数的比为(0.001～0.003)：(0.5～1)：(20～40)：(20～40)，所述物质的量份数的单位为mol，质量份
6.如权利要求1～5中任意一项所述制备方法获得的含氧空位的铜钴尖晶石催化剂。
7.如权利要求6所述含氧空位的铜钴尖晶石催化剂在活化PMS降解污染物中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述污染物为环丙沙星、诺氟沙星、卡马西平、四环素、亚甲基蓝和罗丹明B中的一种或多种。
9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于，含氧空位的铜钴尖晶石催化剂在活化PMS降解污染物的方法为：将含氧空位的铜钴尖晶石催化剂和污染物水溶液混合，达到吸附/解吸平衡后加入PMS。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，含氧空位的铜钴尖晶石催化剂对诺氟沙星的去除率为78.3％、对卡马西平的去除率为60.6％、对四环素的去除率为100％、对亚甲基蓝的去除率为100％、对罗丹明B的去除率为100％、对环丙沙星的去除率为100％。
...【技术特征摘要】
1.一种含氧空位的铜钴尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于，包括：于室温下，将纳米铜钴尖晶石、硼氢化钠和水混合均匀，过滤，得到沉淀物，将所述沉淀物洗涤，烘干，得到含氧空位的铜钴尖晶石催化剂，其中，按质量份数计，所述纳米铜钴尖晶石和硼氢化钠的比为40：(7～9)，所述纳米铜钴尖晶石为纳米棒结构。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米铜钴尖晶石的长度为500～2000nm，纳米铜钴尖晶石的宽度为50～150nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米铜钴尖晶石的质量份数和水的体积份数的比为(0.5～2)：1，所述质量份数的单位为mg，体积份数的单位为ml。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，制备所述纳米铜钴尖晶石的方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述铜盐的物质的量份数、尿素的质量份数、无水乙醇的体积份数和步骤1中水的体积份数的比为(0.001～0.003)：...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，张利军，任芝军，董怡琳，赵志勇，梁琳琳，张福强，王康，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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