[发明专利]氮化碳铁铜双金属氧化物复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种氮化碳铁铜双金属氧化物复合材料，将氮化碳、六水三氯化铁、三水硝酸铜、对苯二甲酸分散到DMF溶液中，通过水热法制备得到g‑C₃N₄@Fe/Cu‑MOFs，再将g‑C₃N₄@Fe/Cu‑MOFs置于坩埚中，在马弗炉中高温煅烧制得。本发明采用水热法将g‑C₃N₄与Fe/Cu‑MOFs复合后，高温煅烧使g‑C₃N₄与铁铜双金属氧化物成功复合制得氮化碳铁铜双金属氧化物复合催化材料，制备方法简单，适合工业化生产。本发明制备的氮化碳铁铜双金属氧化物复合催化材料用于废水的降解处理，充分发挥其催化氧化能力，对罗丹明B废水有着良好的UV‑Fenton催化效果，并具有一定磁性便于回收利用。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域，具体地，涉及一种氮化碳铁铜双金属氧化物复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

工业和科技技术的快速发展，使得大量有毒有害的污染物排入水体中，造成水环境污染日益严重，其中来自于纺织、印刷等行业的染料废水已经占到我国工业废水排放量的10％以上。由于加工原料与工艺的不同，导致染料废水具有组成复杂、色度高、可生化性差、毒性大等特点，并且大多数染料的结构较复杂且化学性质稳定，能够稳定的存在于水环境中，大部分染料具有“三致(致癌、致畸、致突变)”作用，因此染料废水已经成为了最难处理的工业废水之一。

染料废水常用的处理方法主要有物化法、生化法、高级氧化技术法等。随着对该类废水处理技术的深入研究，光催化技术引起了研究者的注意。光催化主要是利用紫外光或可见光催化产生光生电子和空穴，利用光生电子或空穴的还原或氧化作用降解污染物，但仅采用光催化方法处理较稳定的污染物时仍然存在效率不高的问题。随着高级氧化技术的发展，Fenton催化氧化技术发展日益受到关注，但常规Fenton催化氧化处理废水去除效率低，催化剂回收困难，且应用条件受限；若将该技术能将光催化反应和化学高级氧化反应相结合，利用二者的优点，不仅能提高反应效率，而且条件温和、氧化能力强、适用范围广。因此开发一种易回收的非均相UV-Fenton催化剂具有现实意义。

发明内容

为了克服目前光催化方法处理较稳定的污染物时仍然存在效率不高，以及常规Fenton催化氧化处理废水去除效率低，催化剂回收困难，且应用条件受限的问题，根据本发明的第一方面，本发明提供一种氮化碳铁铜双金属氧化物复合材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种氮化碳铁铜双金属氧化物复合材料，其特征在于：所述氮化碳铁铜双金属氧化物复合材料为CNFeCu-X，CNFeCu-X由g-C₃N₄@Fe/Cu-MOFs-X高温煅烧制得，其中MOFs制备时Fe的比例为X，MOFs制备时Cu的比例为1-X，X＝0.5-1。

优选的，X＝1.0、0.9、0.7或0.5；进一步，X＝0.7。

根据本发明的一个实施方案，上述g-C₃N₄@Fe/Cu-MOFs-X采用以下步骤制备：将g-C₃N₄加入含FeCl₃·6H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O、对苯二甲酸的DMF溶液中，混合均匀后在140～160℃下反应时间20～25h，然后产物用DMF与乙醇洗涤，真空干燥得到g-C₃N₄@Fe/Cu-MOFs-X材料。