CuO/棉纖維復合材料的制備及其光催化性能研究

高小媛，李珍，朱瑞龍，王麗莉

(1.陜西省石油化工研究設計院，陜西 西安 710054；2.陜西省工業水處理工程技術研究中心，陜西 西安 710054)

近年來，研究者們在設計制備新型光催化劑中，著重考察光催化材料在結構和形貌上的制備與光催化活性間的關系[1-3]。p-型半導體、CuO及其形成的復合氧化物在光催化降解有機廢水方面表現出較好的潛力，因而對不同形貌、結構、尺寸CuO的制備及其光催化性能進行了較多的研究[4-6]。前期，課題組提出以天然生物為模板，無機鹽為前軀體，精確復制金屬氧化物纖維[7]。在此基礎上，采用無機鹽為前驅體，制備金屬氧化物/棉纖維復合材料，考察了水熱溫度、晶化時間等制備參數對光催化降解甲基橙性能的影響。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硝酸銅、氫氧化鈉、乙酸乙酯(EA)、甲基橙均為分析純。

DHG-9240A型電熱恒溫干燥箱；RXL-16/12/30中低溫馬弗爐；D/Max-3c X射線衍射儀；Belsorp Max型物理吸附儀；Q1000DSC Q600SDT型熱分析系統；Quanta 200型環境掃描電鏡；TU-1901型紫外-可見分光光度計。

1.2 CuO/棉纖維復合材料的制備

1.2.1 棉纖維堿處理 將棉花分散到0.10 mol/L NaOH溶液中，靜置12 h。過濾，用蒸餾水洗滌至中性，60 ℃干燥24 h。

1.2.2 CuO/棉纖維復合材料的制備 稱取0.2 g NaOH處理過的棉纖維，浸入到濃度0.74 mol/L Cu(NO3)2溶液中，靜置穩定30 min，EA洗滌數次，抽濾，浸漬于50 mL EA中，緩慢滴加0.10 mol/L NaOH，控制pH=8～10，120 ℃水熱回流24 h，制備出CuO/棉纖維復合材料，80 ℃干燥12 h。

1.3 光催化降解甲基橙

1.3.1 甲基橙溶液的配制 稱取甲基橙0.1 g，溶于去離子水中，轉入1 000 mL容量瓶中，配成濃度100 mg/L的甲基橙溶液。根據實驗需要，將溶液稀釋成不同濃度的廢水。

1.3.2 光催化降解甲基橙 濃度20 mg/L的200 mL甲基橙模擬廢水中，加入光催化劑CuO/棉纖維復合材料，置于自制的紫外光照射的試驗箱中，攪拌。……