[发明专利]一种纳米CuO/Cu2

说明书

本发明涉及光催化材料技术领域，公开了一种纳米CuO/Cu₂O‑棉织物复合材料及其制备方法、应用。所述复合材料为Cu₂O杂化CuO纳米颗粒改性棉织物，所述Cu₂O杂化CuO纳米颗粒结构为Cu₂O包覆CuO颗粒，且Cu₂O杂化CuO纳米颗粒附着于棉纤维表面，用于可见光下降解有机染料。本发明在可见光下催化效率高；棉织物上的负载CuO/Cu₂O纳米颗粒的牢固度高；成本低廉的特点，可重复使用。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种纳米CuO/Cu₂O-棉织物复合材料及其制备方法、应用。

背景技术

棉织物是一种理想的环保材料，具有绿色、可持续、廉价等特点，但是也容易遭受有机污染物和细菌的污染。棉织物可来源于植物、细菌和海洋贝类，具有可降解、柔韧、亲水、表面基团丰富等优点。棉织物可以作为无机纳米材料与高分子材料之间的界面“桥梁”，是复合材料界面化学的理想选择，开发具有光催化降解有机污染物和抗菌性能的纺织布有着广阔的应用前景。同时污水处理是当前社会的一个重要主题，开发一种能够杀菌、降解有机物的高效光催化剂十分关键，可以将这类催化剂用于治理水体污染的光催化降解领域。目前比较成熟的技术多为二氧化钛，而二氧化钛只能紫外照射后具光催化效果，紫外光容易产生光污染，开发清洁的可见光高效光照自清洁技术是绿色环保的趋势。Cu在自然界中储量丰富，相对于Ti而言价格低廉，适合大量合成。氧化亚铜能够在光照作用下起到杀菌并降解微生物的作用，氧化铜具有促进氧化亚铜纳米颗粒可见光催化效率，相互协同作用。棉布能够对污染物进行富集，有利于污染物的富集后光照处理分解，因此在棉织物上负载纳米CuO/Cu₂O是一个新的光催化剂发展方向。但是棉织物上的负载CuO/Cu₂O纳米颗粒的牢固度较低，催化效率也仍旧有待提高。

授权号CN106978715B公开了一种具有光催化和抗菌性能的纺织布复合材料，它为纺织布上负载着片状AgBr/ZnO/BiOBr的复合材料，它由BiOBr纳米片附着在纺织布纤维表面而成，其中BiOBr纳米片上负载着ZnO和AgBr纳米颗粒。但其原料使用了较贵的银。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纳米CuO/Cu₂O-棉织物复合材料及其制备方法、应用，具有在可见光下催化效率高，棉织物上的负载CuO/Cu₂O纳米颗粒的牢固度高，成本低廉的特点，可重复使用。

本发明的具体技术方案为：一种纳米CuO/Cu₂O-棉织物复合材料，所述复合材料为Cu₂O杂化CuO纳米颗粒改性棉织物，所述Cu₂O杂化CuO纳米颗粒结构为Cu₂O包覆CuO颗粒，且Cu₂O杂化CuO纳米颗粒附着于棉纤维表面。

在加热条件下，反应体系中的铜离子较易被首先生成氧化铜，而一部分氧化铜中的二价铜离子在还原剂作用下被还原成氧化亚铜纳米颗粒，附着于氧化铜颗粒表面，形成氧化铜和氧化亚铜的杂化颗粒。棉布上负载着多类型价态杂化纳米颗粒，即形成了Cu₂O/CuO纳米颗粒复合材料，Cu₂O@CuO纳米颗粒附着在棉纤维表面，附着了氧化亚铜杂化氧化铜纳米棉纤维表面附着起到协同催化和增加催化效率的作用。可见光光照下反复吸附降解在其表面的有机染料，对面料具有稳定的光催化自清洁的效果。

本发明还公开了上述纳米CuO/Cu₂O-棉织物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）棉织物预处理：先用碱液浸泡，再清洗、干燥；