銅基納米材料的制備及其催化性能研究.pdf

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1、銅基納米材料的制備及其催化性能研究李蕩(凱里學院，貴州凱里556000)摘要：當前，使用比較廣泛的催化劑為金、鈀、銀等，這些金屬均屬于貴金屬。不僅價格比較高，而且儲量也是有限的，并且在使用的過程中，浪費比較嚴重。為了降低成本，節(jié)約貴金屬，將鐵、銅等便宜金屬作為催化劑引進來：在進行納米材料的制備時，以Cu作為催化劑，制備出新型的復合材料，這種復合材料的性能非常優(yōu)越，基于此，本文對銅基納米材料的制備及催化性能進行了研究。關鍵詞：銅基納米材料；制備；催化性能工業(yè)在進行生產(chǎn)的過程中，需要消耗大量的能源，近年來，我國能源短缺的

2、問題越來越嚴重，為了有效的緩解能源緊張的問題，就需要提高能源的利用率。對此，專家和學者進行了深入的研究，現(xiàn)已經(jīng)研究出了一些有效的方法，通過新技術和新材料，研制出新型的復合材料，在工業(yè)生產(chǎn)中應用，這樣一來，能源短缺的問題得到了有效的緩解，同時，也保護了環(huán)境。1銅基納米材料的制備近年來，環(huán)境污染已經(jīng)引起了人們的高度重視，在對環(huán)境污染進行治理及檢測時，納米材料有著有很重要的作用，但是納米材料比較容易發(fā)生團聚，進而使其性能和應用受到一定程度的影響，解決團聚問題的有效措施就是對納米材料的尺寸和外貌進行控制。cu是一種金屬，導電

3、性和導熱性都比較高，氫氧化銅(CuzO)的應用范圍非常廣，比如太陽能轉化、電化學等，由于具備比較好的催化作用，因此被稱之為光催化劑，在光照條件下，有機污染物能夠被有效的催化降解。鑒于這二者的優(yōu)點，對Cu—Cuz0納米材料進行合成，并通過水熱、氣相沉積等方法進行控制，但是在實際操作中，難度和復雜程度都比較高。碳(C)的電化學特性是比較優(yōu)異的，由此，通過c、cu、Cuz0，合成復合納米材料，在進行制備時，工藝比較簡單。此種復合在進行制備時，首先要在蒸餾水中加入二水合氯化銅，隨后，再相繼的加入油酸鈉、正己烷、乙醇，加完之后

4、，這些物質會發(fā)生溶解反應，完全溶解之后，再加入氫氧化鉀，在增加這些物質的過程中，物質的量要符合規(guī)定。進行磁力攪拌，完成之后進行加熱，達到70℃之后保持：2fl,時，以便于促進混合物的完全反應，反應完成之后，進行冷卻，溫度降到室溫即可。下方水相通過分液漏斗除去，并用蒸餾水洗滌，目的是將其中多余的鹽洗去，可以反復進行多次洗滌。完成之后，將混合物與無水硫酸鈉混合到一起，經(jīng)研磨之后，放置在管式爐中，進行焙燒，溫度為400℃，持續(xù)時間為4小時，焙燒完成之后進行冷卻處理，冷卻之后，進行洗滌，洗滌需要采用蒸餾水和乙醇，洗滌完成之后

5、，干燥保存”1。2光催化實驗光催化實驗的目的就是對其催化性能進行研究，實驗需要借助相應光化學反應儀來進行。實驗時，所采用的光源為100W的汞燈”】?；旌衔镏苽渫瓿芍?，選擇5mg與甲基橙溶液進行混合，在黑暗條件下，在光催化管中充分的攪拌二者的混合溶液，攪拌時間為1小時，攪拌完成之后，將汞燈打開進行照射，開始實驗，在實驗的過程中，需要利用紫外可見光譜計，主要目的是對甲基橙溶液濃度進行測試，經(jīng)過不同時間的照射之后，甲基橙溶液的濃度用c來表示，初始濃度為co，用C除以c。，就可以計算出降解率。3實驗結果經(jīng)過光催化實驗時候，

6、就可以研究出制備的銅基納米材料的催化性能。在進行實驗時，通過甲基橙溶液光催化性能的評價，了解復合材料的催化性能。在未加入催化劑時，甲基橙溶液的降解率比較低，即使經(jīng)過汞燈的照射，降解率也未提升，不過，在加入催化劑之后，其所具備的降解率顯著提升”1。在進行400℃焙燒時，當時間不斷的變化時，降解率也不斷的發(fā)生變化，在進行實驗時，當銅鹽與堿的比例不相同，制備出來的復合物所具備的光催化效果也不相同，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，當二者的比例是l：2，5時，光催化效果處于最佳的狀態(tài)。在利用汞燈照射3個小時之后，光降解率已經(jīng)超過了97％。另外。

7、在進行實驗的過程中，同樣是在400。C焙燒的情況下，只以銅鹽作為催化劑，不加入堿，這時，復合物的光催化效果是最差的，之所以會產(chǎn)生這樣的結果，主要的原因就是cuz0的量不同。前面已經(jīng)說過，Cul0的光催化性能是比較好的，在進行復合物制備的過程中，如果Cu：0的含量比較高，那么合成物的光催化性能就會比較好。經(jīng)過光催化實驗可知，Cu-Cuz0一C復合納米材料所具備的催化性能是比較優(yōu)越的，除此之外，此復合物的氣敏性毹也是比較好的。4結語經(jīng)過相應的制備步驟，合成了cu—CuzO—C復合納米材料，為了對其催化性能進行研究，進行了

8、光催化實驗，實驗結果證明其所具備的催化性能是比較優(yōu)異的。銅基納米材料制備的成功在很大程度上緩解了我國能源短缺的現(xiàn)狀，將其應用到工業(yè)生產(chǎn)之后，一些有機污染物能夠被迅速的降解，從而有效地保護了環(huán)境，基于銅基納米材料優(yōu)異的催化性能，其在未來將會具備比較廣闊的應用前景。不過，當前在進行銅基納米材料合成時，還存在一定的問題，影響了銅基納米材料的性能，據(jù)此