纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究马腾飞（宁德职业技术学院，福建福安355000）摘要：以模拟可见光为光源，在自制纳米Cu2O粉末悬浮体系中，以亚甲基蓝溶液光催化降解反应为模型，研究影响亚甲基蓝光催化降解的各种因素.结果表明：对于浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液，当催化剂与亚甲基蓝溶液的固液比为5g/L时，太阳光辐照2h后，降解率能够达到92.46%，且加入H2O2、提高溶液pH值等方法可以显著提高亚甲基蓝的脱色降解速率.关键词：纳米；氧化亚铜；可见光分解；亚甲基蓝：G657.32文献标识码：A:1004-2911(2009)04-0358-05随着社会工业生产的迅速发展，大量污染物不断地进入自然界，给人类生存环境带来了不可忽视的污染.改善人类生存环境状况，消除水中的有机污染物是人类当前的迫切任务.传统的污水处理方法很多[1-4]，但大多数工艺对有机污染物的矿化能力较差，而且容易引起二次污染[5]，目前还不能有效的处理这些废水.现今随着社会的发展要求，出现了许多新兴的水处理方法[6-9]，其中多相光催化氧化法以其可以彻底降解有机污染物等突出优点成为当前的研究热点.近十年来，国内外的研究都聚焦在半导体光催化剂的研制与开发上，其中TiO2是目前研究最多，应用范围最广的一种光催化剂[10-11]，但TiO2作为光催化剂用于降解有机污染物也存在一定的局限性.纳米二氧化钛只能利用波长小于385nm以下的紫外光，悬浮在水中起催化作用后，因漂浮无法沉降，很难回收再利用.这些因素限制了光催化技术的工业化应用.因此，寻找一种低能级差的物质作为光催化剂是解决问题的根本途径.大量实验表明，多晶态的Cu2O是稳定性很好的一种半导体光催化剂，它的能级差约为2.OeV，完全可在太阳光的辐射下引发光催化反应.本文采用水合肼还原法制备的纳米氧化亚铜作为可见光催化剂，研究催化剂用量、光照时间、H2O2用量及pH值等因素对亚甲基蓝催化降解的影响.1研究方法1.1仪器和试剂仪器：HJ-6A多头磁力搅拌器、722S可见分光光度计、DHG-9073BS-Ⅲ电势恒温鼓风干燥箱、SHB-Ш循环水式多用真空泵、电子分析天平AR2130、TGL-16G台式离心机；药品：水合肼、硝酸铜、磷酸氢二钠、氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠、过氧化氢、柠檬酸、亚甲基蓝.1.2催化剂纳米Cu2O的制备以十二烷基苯磺酸钠为分散剂，采用水合肼还原Cu(NO3)2法制备纳米Cu2O[12].在室温条件下，将0.5g十二烷基苯磺酸钠作为分散剂溶解于100mL、0.1mol/L的Cu(NO3)2水溶液中，然后逐滴加入水合肼水溶液直至产生红色沉淀；经抽滤、洗涤和干燥，得到红棕色的Cu2O粉末.1.3亚甲基蓝溶液标准曲线的绘制亚甲基蓝溶液的最大吸收波长为665.0nm，以此吸收波长为工作波长绘制亚甲基蓝溶液浓度C(mg/L)与吸光度A的标准曲线，测定一系列不同浓度(1.25－10mg/L)亚甲基蓝溶液的吸光度值A，得到一条浓度C与吸光度A的标准曲线.线性方程为A=0.1567C+0.0399，相关系数R2=0.998,见图1.收稿日期：2009－10－15作者简介：马腾飞（1964－），男，高级讲师，福建福安人，现从事高职高专化学教学及研究.E-mail：m666908@163·359·第4期马腾飞：纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究分析方法采用色度分析法,即通过检测亚甲基蓝溶液在反应前后的色度来分析试验的处理效果.亚甲基蓝溶液对可见光有一定的吸收,可以使用分光光度计测量其吸光度来计算它的降解率.根据比色原理,溶液中的某种物质的颜色的强度与其物质的量成一定比例.根据下式计算亚甲基蓝溶液的脱色率：亚甲基蓝溶液的脱色率(%)=(A0-At)/A0×100%.式中A0、At分别为1.4y=0.1567x+0.0399R=0.9982吸光度浓度/mg.L-1图1亚甲基蓝溶液的标准曲线光照前和光照t时间后的亚甲基蓝在最大吸收波长处的吸光度值.结果与讨论22.1纳米Cu2O光催化亚甲基蓝溶液的性能光照时间对降解率的影响取100mL质量浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液，加入0.5gCu2O，开启磁2.1.1力搅拌器开始搅拌，同时用模拟可见光灯光照射2h.刚开始光照每15min进行取样分析，1h后每隔30min进行取样.结果见图2.由图2可知：随着光照时间的延长，亚甲基蓝的光降解率逐渐增大，但不具备线性关系，在较短反应时间内，催化活性随反应时间增长较100mL20mg/L的亚甲基蓝溶液加入0.5g氧化亚铜脱色...