CN111151262B - 一种Mn-Cu2O改性光催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Mn‑Cu2O改性光催化剂的制备方法，首先配制乙酸铜溶液、氢氧化钠溶液和葡萄糖溶液，然后取适量的乙酸铜溶液、氢氧化钠溶液和葡萄糖溶液混合并搅拌均匀，最后加入乙酸锰并置于反应釜中，在鼓风干燥箱中反应一定时间，自然冷却到室温后离心、洗涤、干燥，得到Mn‑Cu2O微粒。本发明制备的Mn‑Cu2O微粒纯度高，对有机污染物降解效果显著，有着巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及光催化剂领域，具体涉及一种Mn-Cu2O改性光催化剂及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，环境问题越来越威胁人类的生存，其中水污染问题成为当今最为首要解决的问题。但是由于传统的污水处理技术的局限性，耗能较大，存在二次污染，因此建立一种能耗小、效果明显的污水处理方法是非常必要的。光催化是近年来发展起来的一种新型污染物处理技术，由于具有成本低、反应条件温和、无二次污染等优点而成为水处理领域的研究热点，是一种公认的有前途的有机污染物处理技术。半导体光催化利用太阳能驱动化学反应用于光催化降解有机污染物，对于节约资源、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。半导体光催化剂是光催化氧化技术的核心，目前所开发的大多数半导体光催化剂只能吸收太阳光的紫外光波长，对太阳光的直接利用率很低。氧化亚铜具有可以吸收可见光、价格低廉、易于制备等优点，作为现阶段较好的光催化半导体材料而被广泛研究。
发明内容
基于此，有必要针对以上问题，提供一种可以吸收较多可见光，分散稳定性好的光催化剂及其制备方法。
为达到此目的，本发明所采用的的技术方案是：
一种Mn-Cu2O改性光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：分别配制乙酸铜溶液、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，所述乙酸铜溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，氢氧化钠溶液浓度为1.0-2.0 mol/L，葡萄糖溶液浓度为0.1-0.5mol/L；
步骤2：分别取步骤1所述乙酸铜溶液、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，按摩尔比为4:16:1加入烧杯中搅拌混合均匀，搅拌10min；
步骤3：向步骤2的混合溶液中加入乙酸锰5-35mg，并搅拌30min 至全部溶解；
步骤4：将步骤3得到的混合液倒入反应釜中并在鼓风干燥箱中进行反应，制备Mn-Cu2O微粒，所述鼓风干燥箱温度为120-160℃，反应时间6-10h；
步骤5：将步骤4得到的Mn-Cu2O微粒进行离心，依次用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，并在50℃下干燥12h。
一种Mn-Cu2O改性光催化剂，所述Mn-Cu2O改性光催化剂采用如本申请所述的一种Mn-Cu2O改性光催化剂的制备方法制备而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备过程简单、成本低，有良好的分散稳定性，其光生电子-空穴分离良好，光催化活性高。
附图说明
图1是用本发明实施例制备方法得到的Mn-Cu2O微粒的XRD谱图；
图2是本发明实施例4的EDS分析；
图3是本发明实施例制备的Mn-Cu2O微粒降解诺氟沙星降解率曲线图；
图4是本发明实施例制备的Mn-Cu2O微粒降解左氧氟沙星降解率曲线图。
具体实施方法
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
分别配制0.1mol/L乙酸铜溶液、0.5mol/L葡萄糖溶液和1.5 mol/L的氢氧化钠溶液，然后分别量取40mL乙酸铜溶液、2mL葡萄糖溶液和11mL氢氧化钠溶液，加入到烧杯中，搅拌均匀，随后加入20mg乙酸锰并搅拌30min后倒入50mL反应釜中，在鼓风干燥箱内160℃条件下反应8h后冷却至室温，离心，依次用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在50℃下干燥12h，所得样品记为A。
参见图1所示，样品A的XRD表征，所制备样品纯度高。
实施例2
分别配制0.3mol/L乙酸铜溶液、0.1mol/L葡萄糖溶液和2.0 mol/L的氢氧化钠溶液，分别量取11mL乙酸铜溶液、8mL葡萄糖溶液和7mL氢氧化钠溶液，加入到烧杯中，搅拌均匀，随后加入20 mg乙酸锰并搅拌30min后倒入50mL反应釜中，在鼓风干燥箱内 160℃条件下反应8h后冷却至室温，离心，依次用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在50℃下干燥12h，所得样品记为B。
参见图1所示，样品B的XRD表征，所制备样品纯度高。
实施例3
分别配制0.5mol/L乙酸铜溶液、0.3mol/L葡萄糖溶液和1.0 mol/L的氢氧化钠溶液，分别量取10mL乙酸铜溶液、4mL葡萄糖溶液和23mL氢氧化钠溶液，加入到烧杯中，搅拌均匀，随后加入 20mg乙酸锰并搅拌30min后倒入50mL反应釜中，在鼓风干燥箱内160℃条件下反应8h后冷却至室温，离心，依次用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在50℃下干燥12h，所得样品记为C。
参见图1所示，样品C的XRD表征，所制备样品纯度高。
实施例4
向烧杯中加入16mL 0.2mol/L乙酸铜溶液，缓慢加入11mL 1.2 mol/L的氢氧化钠溶液并不断搅拌，然后加入4mL 0.2mol/L的葡萄糖溶液，搅拌均匀后加入20mg乙酸锰，搅拌30min后置于反应釜中，在150℃下反应8h后冷却至室温，依次用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，在50℃下干燥12h，记为样品G。
参见图2，所制备样品的EDS图表明Mn元素进入到Cu2O晶体中，这说明制备出了Mn掺杂的Cu2O改性光催化剂(Mn-Cu2O)。
为了得到本发明实施例所制备的Mn-Cu2O光催化剂对有机废水的处理效果，本发明以诺氟沙星和左氧氟沙星为例，作为光催化评价指标，测试其光催化效果，对实施例所述制备的样品A、B、C和G 进行测试。测试结果参见图3和图4。样品A、B、C和G对诺氟沙星的降解率为75％-80％，对左氧氟沙星的降解率为50％-60％。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (2)
1.一种Mn-Cu2O改性光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：分别配制乙酸铜溶液、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，所述乙酸铜溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，氢氧化钠溶液浓度为1.0-2.0mol/L，葡萄糖溶液浓度为0.1-0.5mol/L；
步骤2：分别取步骤1所述乙酸铜溶液、氢氧化钠溶液、葡萄糖溶液，按摩尔比为4:16:1加入烧杯中搅拌混合均匀，搅拌10min；
步骤3：向步骤2的混合溶液中加入乙酸锰5-35mg，并搅拌30min至全部溶解；
步骤4：将步骤3得到的混合液倒入反应釜中并在鼓风干燥箱中进行反应，制备Mn-Cu2O微粒，所述鼓风干燥箱温度为120-160℃，反应时间6-10h；
步骤5：将步骤4得到的Mn-Cu2O微粒进行离心，依次用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次，并在50℃下干燥12h。
2.一种Mn-Cu2O改性光催化剂，其特征在于，所述Mn-Cu2O改性光催化剂采用如权利要求1所述的一种Mn-Cu2O改性光催化剂的制备方法制备而成。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |