[发明专利]一种近红外光响应的光催化材料Cu2(OH)PO4及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微纳米近红外响应的光催化材料Cu₂(OH)PO₄及其制备方法，属于微纳米近红外光催化粉体材料的合成领域。

背景技术

近年来，能源和环境问题的日益突出，已经严重的影响了经济的发展。环境污染已经给人类的生产和生活带来了巨大的危害，尤其是水资源的污染已经危害到人类的身体健康，急需可行性的方法来处理污水。传统的方法治理水污染存在着耗能大、设备复杂、费用高、易带来二次污染等缺点。因此，发展一种新型、高效、实用的环保处理技术成为人们研究的热点。

随着研究的深入，人们发现半导体多相光催化技术通过环境友好型的氧化还原反应来降解有机污染物，光催化技术很好的结合了能源与环境这两大世界性主题，具有能耗低、操作简便、反应条件温和、实用范围广、可减少二次污染等优点，利用太阳能一个绿色能源来治理环境污染问题，因而在污水治理方面越来越受到人们的关注。

大部分的光催化材料是可见光或者是紫外光响应的，很少有光催化材料在近红外光的照射下会有光催化能力，而太阳光光谱中红外光的部分占据了差不多45%的比例，如果能得到近红外光响应的光催化材料将对于实际的环境下的污水治理更有意义。

发明内容

针对现有的不足，本发明提供了一种近红外光响应的光催化材料Cu₂(OH)PO₄及其制备方法，可在近红外光的照射下降解有机物。

本发明采取的技术方案为：

一种近红外光响应的光催化材料Cu₂(OH)PO₄，它为具有正交结构的微纳米晶体，晶体长度为4-5微米，宽度为1.5±0.1微米，其表面有沟壑。

上述光催化材料Cu₂(OH)PO₄的制备方法，包括如下步骤：

（1）将Cu(NO₃)₂和Na₂HPO₄混合加入到去离子水中，强力搅拌得悬浊液；

（2）用浓度为5mol/L的NaOH溶液调节悬浊液的pH值为4-7，继续搅拌；

（3）将所得到的悬浊液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，120℃水热反应6-12小时；

（4）自然冷却至室温，将所得到的样品抽滤，用去离子水洗涤2次，然后再用乙醇洗涤2-5次，60-80℃干燥6-12小时。

上述方法中步骤（1）所述的Cu(NO₃)₂、Na₂HPO₄的质量比为3.751：1.560，水的用量为50-52ml每克Na₂HPO₄。

步骤（3）所述的水热反应优选6小时。

本发明光催化材料Cu₂(OH)PO₄在近红外光的照射下具有一定的光催化性能，可用于降解有机物。

本发明近红外光响应光催化材料Cu₂(OH)PO₄的应用，应用于室外的空气、废水、地表水或饮用水中有机污染物的去除。

本发明的优良效果如下：

1.本发明的近红外响应的光催化材料Cu₂(OH)PO₄在近红外光的照射下（λ﹥800纳米）具有良好的光催化性能，可以在6个小时的时间里，将90%的2，4-二氯苯酚降解，性能优良。

2.本发明光催化材料Cu₂(OH)PO₄制备方法简单、成本低廉、合成方法条件温和，具有较高的商业化应用前景。

附图说明

图1为实施例1产物的SEM图；

图2为实施例2产物的SEM图；

图3为实施例1产物的X射线衍射图；

图4为实施例1产物的近红外光照射下的降解图，a图是光催化对比图，横坐标是时间（单位：hour），纵坐标是降解一定时间的2，4-二氯苯酚溶液的浓度（C）与2，4二氯苯酚溶液的初始浓度（C₀）的比例；其中●的曲线为在近红外照射下，20-25度恒温的情况下的2，4-二氯苯酚的挥发图；■为在20-25度恒温的情况下，材料降解2，4二氯苯酚的降解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明中做进一步说明，但不限于此。

实施例1