[发明专利]一种新型环境持久性自由基材料及其制备方法

说明书

本发明属于有机‑无机复合材料技术领域，涉及一种新型环境持久性自由基材料及其制备方法。该材料通过在400℃的温度条件下限氧热解，使负载在基体氧化铜CuO/二氧化硅SiO₂表面上的邻苯二酚CT部分转化得到EPFRs，其中，CT与基体CuO/SiO₂质量比为0.032，EPFRs粒径不大于100μm，g因子大于2.0040，自旋浓度在0.5*10¹⁶spins·L^‑1～1.5*10¹⁶spins·L^‑1之间。本发明的制备方法步骤如下：(1)CuO/SiO₂基体的制备；(2)EPFRs的制备。该方法具有操作简单，容易控制，成本低廉等优点。通过该方法获得的材料可应用于部分有机污染物的降解中。

技术领域

本发明属于有机-无机复合材料技术领域，涉及一种新型环境持久性自由基材料及其制备方法。

背景技术

近年来，环境持久性自由基EPFRs在促进污染物降解方面表现出了一定的优越性。水环境中，EPFRs能够产生活性氧物种(ROS，诸如：·OH、O₂^·-、H₂O₂)，能够活化H₂O₂产生·OH，以及活化过硫酸盐产生SO₄^·-，从而达到降解无污染物的目的。利用DMPO作为自旋捕捉剂结合EPR光谱可以检测到DPMO与其各自的加成产物。一般认为EPFRs在不完全燃烧产生的颗粒物上和污染土壤颗粒上产生较多。目前针对EPFRs的实验室制备方法主要以气相负载的方式为主，采用有机物浸渍法制备EPFRs的研究鲜见报道。相比于气相负载需要较为严格的控制条件以及仪器较高的压力、温度承受能力等限制，采用浸渍法制备EPFRs具有操作简单易行、数据稳定可靠、经济有效等优点，更便于实验室研究的展开。

发明内容

本发明公开一种新型环境持久性自由基材料及其制备方法，目的是提供一种操作简单易行、经济有效的环境持久性自由基材料。

本发明的技术方案如下：

一种新型环境持久性自由基材料，400℃温度条件下通过限氧热解负载在基体氧化铜CuO/二氧化硅SiO₂表面上的邻苯二酚CT使其部分转化制得EPFRs，其中，CT与基体CuO/SiO₂质量比为0.032，EPFRs粒径不大于100μm，g因子大于2.0040，自旋浓度在0.5*10¹⁶spins·L^-1～1.5*10¹⁶spins·L^-1之间。

一种新型环境持久性自由基材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)CuO/SiO₂基体的制备：配制0.05～1.0mM的Cu(NO₃)₂的甲醇溶液；加入到颗粒SiO₂中，Cu(NO₃)₂溶液与SiO₂的体积质量配比为10ml：1g，超声去氧处理；搅拌均匀，于室温下吸附平衡；先干燥，再在450℃温度条件下煅烧3h，然后自然降温；冷却至室温后，制成CuO/SiO₂基体颗粒；

(2)EPFRs的制备：将邻苯二酚CT的甲醇溶液加入到步骤(1)中得到的CuO/SiO₂基体颗粒中，控制CT与CuO/SiO₂基体的质量比为0.032；搅拌均匀后置于摇床震荡，充分反应后，得到表面富含CT的基体颗粒；干燥，锡箔封口，，400℃下封闭体系热解2h，使邻苯二酚CT转化成表面结合的EPFRs。