超细氧化亚铜制备和在污水处理中光催化应用.pdf

第 4l卷 第 11期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．41 No．11 2012年 11月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry NOV．2012 超细氧化亚铜的制备及在污水处理中的光催化应用 张传波 ，孙瑶瑶 ，翟爱霞 (1．柳州市环境保护局 ，广西 柳州 545006；2．武汉工业学院，湖北 武汉 430023) 摘 要：在碱性条件下，葡萄糖和水合肼还原硫酸铜制备了超细氧化亚铜。采用扫描电镜 (SEM)和x衍射仪 (XRD)进行表征，并在太阳光照条件下用氧化亚铜处理台盼蓝溶液，考察其对污水处理的光催化降解性能。考察了 温度 、台盼蓝初始浓度、光照时间、催化剂用量对台盼蓝溶液脱色率的影响，结果表明，超细氧化亚铜粒子粒径约 为1 m，分散性较好；0．2g氧化亚铜在30~(2太阳光照射1．5h条件下，处理50mL(15mg·L-)的台盼蓝溶液脱色率为 98．8％，氧化亚铜在重复使用4次后脱色率为87．8％。 关键词：超细氧化亚铜；台盼蓝；光催化 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2012111-0061—04 工业污水中含有卤代脂肪烃、卤代芳烃、多环芳 均没有进一步纯化。 烃、染料、农药等多种有害有机成分，对人体健康构成 1．2 氧化亚铜的合成 严重的威胁 】~【2】。传统的污水处理只是将污染物分离 将 6．13g的硫酸铜和 12g的氢氧化钠分别溶于 或浓缩，或者只是将污染物从一相转移到另一相，通常 100mL水中，取3g葡萄糖加人250mL烧瓶中，将溶 会不可避免地带来大量的废料和二次污染。近年来有 解的硫酸铜和氢氧化钠加入到烧瓶中，溶液由蓝色 关污水的处理已转向高级氧化处理法——光催化法。 变为深蓝色。调节反应温度为20℃，在不断搅拌的 目前应用最广的光催化剂为Ti02 ，TiO 的能 条件下加入0．6mL水合肼，一直反应到溶液完全变 带隙为3．12eV，只有波长小于388nm的紫外光辐射才 为红色为止。反应结束后，自然沉降分离，然后分别 能使TiO产生电子一空穴对，但在太阳光谱中紫外光 用去离子水和无水乙醇洗涤4次。50~C真空干燥得 (400nm以下)不到5％，为了有效地利用太阳光，研究 到超细Cu，0，待用。 在可见光下具有高效光催化活性的催化剂势在必行。 1．3 氧化亚铜光催化性能研究 Cu，O是一种对可见光响应的P型半导体材料， 取一定体积的台盼蓝溶液加入一定量的Cu，0， Cu，0能级差约为2．0eV，完全可在太阳光的辐射下 控温进行脱色处理，脱色处理后 ，离心分离取上层清 引发光催化反应。自从 1998年，Ikeda等 [71宣布用 液用可见光分光光度计在 595nm进行检测，计算台 Cu，0作光催化剂可在阳光下将水分解成氢气和氧 盼蓝的脱色率。为减小误差，太阳光照条件尽量一 气以来，Cu，0在可见光下的催化性能成为研究的热 致，并做 3次平行实验，取其平均值。 点，其应用于污水处理方面已有报道 [8-Ill~此外，铜 1．4 分析方法 元素在地球上含量丰富，氧化亚铜生产成本低且无 利用扫描电镜 (SEM)和x衍射仪(X