[发明专利]可见光活化的氧化亚铜/二氧化钛纳米复合光催化剂的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了可见光活化的氧化亚铜/二氧化钛纳米复合光催化剂的制备方法及其应用，属于环境污染治理技术领域。催化剂制备包括以下步骤：1)在浓度为0.2wt％的氢氟酸作用下发生电化学氧化反应制备二氧化钛纳米管电极，其纳米管管径大约80nm左右，管长为550nm。2)采用光致还原化学法制备了氧化亚铜/二氧化钛纳米复合光催化剂。本发明制备复合光催化剂具有合成简单，性能稳定以及合成过程属于绿色化学范畴等优点。氧化亚铜的复合不仅减少了光生电子-空穴对复合几率高的缺点，而且还拓宽了二氧化钛纳米管电极的光响应范围，进一步提高了其在可见光范围内对有机污染物的光催化降解效率，具有很高的实用价值和应用前景。

主权项

1.一种可见光活化的氧化亚铜/二氧化钛纳米复合光催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：1)二氧化钛纳米管电极的制备：首先将钛片预处理，之后采用恒电流阳极氧化法，以金属钛片为阳极，铂片为阴极；电解液是由氢氟酸组成，其中电解液中氟离子的浓度为0.05wt％-1.0wt％；用铜丝做导线将两极连接在直流稳压电源上，阳极氧化电压为20V电压，氧化时间为30分钟，电解液的温度为20℃；将制备好的钛片放在马弗炉中，500℃下煅烧1小时，自然冷却后，即制成了结构均匀的二氧化钛纳米管电极，晶体沿着<101>晶面的方向择优生长；所述的钛片预处理包括：在使用钛片之前，先将钛片切割成20mm×40mm的片状，依次用240#、400#、800#和1500#金刚砂纸打磨，用去离子水清洗，之后放置于体积比为1∶4∶5的氢氟酸，硝酸和去离子水混合溶液中刻蚀40秒，再分别经乙醇和去离子水超声清洗20分钟。2)配置摩尔浓度为0.05mol/L的硫酸铜溶液：将上述制备好的二氧化钛纳米管电极放置在已经配制好的摩尔浓度为0.05mol/L的硫酸铜溶液中浸渍24小时，使硫酸铜溶液与二氧化钛纳米管电极充分的接触吸附。3)制备氧化亚铜/二氧化钛纳米复合光催化剂：向上述反应体系中加入空穴捕捉剂，其体积百分比浓度为5％，使用磷酸盐磷酸盐缓冲溶液调节溶液的pH值为6；在惰性气体保护下搅拌，高压汞灯照射下，光还原沉积40分钟，光源离反应器的距离为15cm，便得到了氧化亚铜/二氧化钛纳米复合光催化剂；空穴捕捉剂是甲醇或异丙醇；将上述复合光催化剂取出，用去离子水清洗，最后，置于60℃的真空干燥箱中干燥2小时，冷却至室温，备用。