[发明专利]一种HNTs负载氧化铜催化剂及其在催化降解TCS中的应用

说明书

本发明公开了一种HNTs负载氧化铜催化剂及其在催化降解TCS中的应用。一种HNTs负载氧化铜催化剂，由如下步骤制备得到：S1.将水合醋酸铜溶于去离子水中得到醋酸铜溶液，加入HNTs(埃洛石)和尿素，搅拌均匀得到混合溶液，S2.将步骤S1得到的混合溶液加入反应容器中进行反应；S3.将步骤S2得到的产物自然冷却，洗涤烘干，再进行煅烧，得到CuO/HNTs；S4.用稀盐酸浸泡步骤S3得到的CuO/HNTs，洗涤烘干，得到目标产物CuO/HNTs催化剂。本发明通过使用HNTs负载氧化铜催化剂催化降解，提出了一种无需往复调节pH值、氧化效率高、工艺简单、低处理成本、无二次污染的高级氧化方法。

技术领域

本发明涉及空气净化产品检测技术领域，尤其涉及一种HNTs负载氧化铜催化剂及其在催化降解TCS中的应用。

背景技术

三氯生(TCS)学名“二氯苯氧氯酚”，化学分子式为C₁₂H₇Cl₃O₂，又名“三氯新”、“三氯沙”等，其作为一种广谱抗菌剂，被广泛应用于纺织品、玩具、植入式医疗器械以及洗手液、肥皂、牙膏等个人护理用品。TCS的大规模应用导致了污水、河流、湖泊和沉积物的化学品污染，其引发的潜在人类健康风险日益受到公众关注。TCS污染可导致水生生态系统失衡，对鱼类产生内分泌干扰效应，并对土壤中的氮循环存在影响。更为严重的是，TCS可在热和光解作用下转化为剧毒物质，这些副产物的毒性远高于TCS。2016年，TCS已被美国禁止在消毒洗涤产品中使用，然而它仍然在中国和其他国家广泛使用。2020年1月，COVID-19冠状病毒在全球蔓延，洗手液、消毒剂和广谱抗菌药物等含有TCS个人用品的需求大幅上涨，TCS带来的潜在环境威胁急剧增加，寻求一种高效、绿色、低成本的TCS降解处理技术具有重要意义。

TCS的降解和去除技术主要包括物理吸附法，生物处理法和化学降解法。其中物理吸附法中的吸附剂因无法重复利用而产生大量废弃物，同时无法实现TCS的降解和彻底无害化；生物处理法中由于TCS具有抗菌作用可对微生物群落代谢产生影响从而降低处理效率。化学降解法中的高级氧化技术具有反应快速、高效，运维方便等特点而被广泛采用。高级氧化技术是一种针对难降解有机污染物的深度处理技术，包括光催化氧化、臭氧氧化、电化学氧化和芬顿氧化等技术，它们可通过氧化提高污染物的可生化性或将其直接矿化成无害的二氧化碳和水。中国发明专利201510497605.0公开了一种在水相体系及近中性条件下通过席夫碱铜配合物催化过氧化氢氧化降解TCS的高级氧化方法，该方法能有效降解TCS，但对废水的pH要求比较高，需要添加pH＝7.6的磷酸缓冲溶液，使溶液达到中性条件，不但操作繁琐，还增加了处理成本。针对目前的TCS高级氧化处理技术存的问题，亟待提出一种新的解决方法。

发明内容

本发明提供了一种HNTs负载氧化铜催化剂及其在催化降解TCS中的应用，本发明通过使用HNTs负载氧化铜催化剂催化降解，提出了一种无需往复调节pH值、氧化效率高、工艺简单、低处理成本、无二次污染的高级氧化方法。

本发明的目的是提出了一种HNTs负载氧化铜催化剂，由如下步骤制备得到：

S1.将水合醋酸铜((CH₃COO)₂Cu·H₂O)溶于去离子水中得到醋酸铜((CH₃COO)₂Cu)溶液，加入HNTs(埃洛石)和尿素，搅拌均匀得到混合溶液，其中，(CH₃COO)₂Cu·H₂O与去离子水的质量体积比为1：(30-35)g/mL，所述的HNTs与去离子水的质量体积比为1：(75-87.5)g/mL，所述的尿素与去离子水的质量体积比为1：(58-64)g/mL；

S2.将步骤S1得到的混合溶液加入反应容器中进行反应，反应温度为120℃-180℃，所述的加热时间为12-15h；