[发明专利]一种银/氧化亚铜复合材料的制备方法及应用

说明书

一种银/氧化亚铜复合材料的制备方法及应用，涉及氧化亚铜系光催化剂制备及应用技术领域。将铜盐、硝酸银、L‑天冬氨酸和去离子水混合均匀后，于反应釜中进行水热反应，产物经洗涤、干燥即得银/氧化亚铜复合材料。本发明采用简单的水热法制备Ag/Cu₂O复合材料，并探讨不同反应物对Ag/Cu₂O的制备的影响，通过控制反应温度、反应时间来制备出形貌最佳的银/氧化亚铜粉体。对银/氧化亚铜复合材料性能研究过程中，以氙灯为光源，以制备的银/氧化亚铜复合材料为光催化剂，降解有机指示剂为甲基橙溶液，对不同银负载量的Cu₂O粉体在氙灯光照下对甲基橙溶液进行降解，确定催化效果最好的银负载量。

技术领域

本发明涉及氧化亚铜系光催化剂制备及应用技术领域，具体是涉及一种银/氧化亚铜复合材料的制备方法及应用。

背景技术

人类社会的进步离不开化学，但在科学探索过程的不确定因素给人类带来了或多或少的灾难，某些新物质的产生对人类的生活以及周边环境造成很大的影响。绿色化学^[1]的提出，促使科研工作者在化学研究过程中优化实验原理，在制造和使用化学产品时有效的利用原料，从根本上解决工业生产对人类生活的环境的污染。工业生产过程中排出的废水和废气给人类生存带来了很大的挑战，环境恶化的问题成为全世界所有国家共同面临的挑战。

在1972年Honda等发现TiO₂单晶电极可以作为光催化剂，在受到光照射后的可以分解水产生O₂和H₂，光催化技术引起了全世界物理、化学、材料科学等方面的科学家以及学者们的广泛关注。光催化原理是基于光催化剂在可见光下产生电子和空穴，具有较强的氧化性和还原性，能够与其他分子发生反应，使其分解成小分子。在1998年Hara等发现Cu₂O在室温条件下通过可见光催化能够将H₂O分解成H₂和O₂，Cu₂O一跃成为最有潜力的可见光催化剂。由于Cu₂O的低毒性，制备成本低以及合成方法多且简便，可以根据需要来制备不同形貌，因此，其被广泛应用在船底防污涂料，光催化剂以及染料等方面。

Cu₂O的禁带宽度为2.17eV，在可见光下能够被激发，但是实际上氧化亚铜的催化性能很低，由于其表面存在严重缺陷，不易被激发，在其表面负载一些其他离子来改善其催化性能成为氧化亚铜光催化剂研究的一个方向。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种银/氧化亚铜复合材料的制备方法。同时，本发明还提供了一种所制备银/氧化亚铜复合材料的应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种银/氧化亚铜复合材料的制备方法，将铜盐、硝酸银、L-天冬氨酸和去离子水混合均匀后，于反应釜中进行水热反应，产物经洗涤、干燥即得银/氧化亚铜复合材料。

作为本发明的制备方法的优选技术方案，铜盐、硝酸银、L-天冬氨酸和去离子水的添加量比为0.398g-0.498g：0.034g-0.067g：0.665g：20mL。铜盐优选为硫酸铜或乙酸铜。水热反应温度为140℃，反应时间为10h。水热反应产物用去离子水洗涤，再进行干燥。样品干燥温度为80℃，干燥时间为12h。

本发明采用简单的水热法制备Ag/Cu₂O复合材料，并探讨不同反应物对Ag/Cu₂O的制备的影响，通过控制反应温度、反应时间来制备出形貌最佳的银/氧化亚铜粉体。对银/氧化亚铜复合材料性能研究过程中，以氙灯为光源，以制备的银/氧化亚铜复合材料为光催化剂，降解有机指示剂为甲基橙溶液，对不同银负载量的Cu₂O粉体在氙灯光照下对甲基橙溶液进行降解，确定催化效果最好的银负载量。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：