氧化亚铜在介孔碳中的组装及光催化甲醛降解的研究
4软化学法制备氧化亚铜及光催化性研究--毕业论文
摘要氧化亚铜(CU20)具有优越的光电性质，是一种具有广泛用途的材料，而且它的制备方法很多。
本论文采用化学浴沉积法制备了纳米CU20薄膜,采用X射线衍射(XRD) 来测试薄膜的晶体结构；扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌；紫外分光光度计测试薄膜的光学性质，研究了化学浴沉积工艺参数如溶液配比、pH值、溶液浓度、沉积温度、沉积时间等对薄膜的影响规律，探索了最佳成膜条件。
结果表明：化学浴沉积法有利于制备高质量的纳米CU20薄膜；最佳反应温度为70〜80C,此温度范围内CU2O 薄膜的膜厚在一定范围内随着沉积时间线性增加，制备的薄膜纯度较高，表面较平整和致密,Cu2O粒径为14〜22 nm ,其禁带宽度为2.01 eV.关键词：纳米氧化亚铜；薄膜；化学浴沉积法；光催化性AbstractCU2O is one of the widest used materials depending on its excellent photoelectric properties. CU2O films with nano-sized crystalline were prepared by chemical bath deposition and characterized with XRD and TEM, in order to explore the best film-forming conditions; Through characterized to ensure the crystal structure by X-ray diffraction (XRD), observe morphology by sca nning electro n microscope (SEM), and study optical properties by UV-Vis spectrophotometer. The effects on the thin films of experimental parametersincluding duration time, solution ratio, pH value of deposition solution, bath temperature, pre-treatment of substrate etc. have been investigated in detail during the deposition processing. The results showed that chemical bath deposition method is conductive to the improved preparation of high-quality thin films of nano-Cu2O; the reacti on temperature is 70 〜80 °C , thick ness of Cu2O film in creases lin early with the deposition time, the films obtained a perfect purity, and the smooth surface and dense, Cu2O has a particle size of 1〜22 nm, the band gap is 2.01 eV.[Key words]: Nano-Cu2O; thin film; Chemical Bath Deposition.目录摘要 ......................................................................... .... Abstract .. (II)目录 ......................................................................... I II 第一章绪论 .................................................................. 1...1.1课题背景及意义 (1)1.2 CwO薄膜的国内外研究现状 (2)1.2.1 C IP O薄膜的制备方法 (2)1.2.2水浴法制备CU2O薄膜的研究现状 (4)1.3 CU2O薄膜研究存在的主要问题 (5)1.3.1粒径从微米级减小到纳米级 (5)1.3.2 CU2O薄膜异质结 (5)1.3.3调控电导率的尝试 (6)1.4本论文主要目的和研究内容 (6)第二章实验部分 (8)2.1沉积机理 (8)2.1.1溶度积与离子积的概念 (8)2.1.2过饱和度的概念 (8)2.1.3涉及的反应方程式 (9)2.1.4 CBD薄膜的两种生长模式 (10)2.1.5 CBD的动力学过程 (10)2.2试验仪器与药品 (11)2.3试验步骤 (11)2.3.1衬底预处理 (11)2.3.2配制沉积液 (11)2.3.3薄膜的制备和粉体的收集 (12)2.3.4试验参数改变 (12)2.4试验流程图 (12)2.5薄膜的表征 (12)2.5.1物相分析 (12)2.5.2 薄膜表面形貌测定 (14)2.5.3薄膜光学性能测定 (14)第三章制备薄膜的前期探索 (16)3.1络合剂选择 (16)3.1.1选用EDTA为络合剂 (16)3.1.2选用浓氨水为络合剂 (17)3.1.3选用柠檬酸钠做络合剂 (17)3.2铜源的选择 (18)3.2.1 以Cu(NO3)2 作为铜源 (18)3.2.2以CuSO4作为铜源 (19)3.3还原剂的选择 (19)3.3.1选择抗坏血酸钠为还原剂 (19)3.3.2选择葡萄糖作为还原剂 (19)3.3.3选择硫代硫酸钠做还原剂 (20)3.4还原剂和络合剂的滴加顺序 (20)第四章工艺参数对薄膜性能的影响及优化 (22)4.1 CuSO浓度对薄膜性能的影响 (22)4.1.1试验现象分析 (22)4.1.2薄膜表征 (23)4.1.3 小结 (25)4.2溶液配比对薄膜影响规律的研究 (25)4.2.1试验现象分析 (25)4.2.2薄膜表征 (26)4.2.3 小结 (27)4.3溶液pH值对薄膜影响规律的研究 (27)4.3.1以柠檬酸钠为络合剂 (27)4.3.2以氨水为络合剂 (29)4.2.3 小结 (31)4.4沉积温度对薄膜影响规律的研究 (31)441不同温度的试验现象 (31)4.4.2薄膜表征 (32)4.4.3 小结 (33)4.5沉积时间对薄膜影响规律的研究 (33)4.5.1以柠檬酸钠为络合剂 (33)4.5.2以氨水为络合剂 (35)4.5.3 小结 (37)第五章总结与展望 (38)5.1总结 (38)5.2展望 (38)参考文献 (39)第一章绪论1.1课题背景及意义随着现代化工工业的飞速发展，对环境造成的负面效应也越来越严重，光催化技术作为一种行之有效的方法对环境污染物具有很好的处理效果，因而成为研究的热点问题。
氧化亚铜可见光催化降解罗丹明B的初步研究_张丽
文章编号:1671-1742(2006)05-0711-04氧化亚铜可见光催化降解罗丹明B 的初步研究张 丽, 杨迎春(成都信息工程学院环境工程系,四川成都610225)摘要:以Cu 2O 粒子为光催化剂,太阳光为光源,研究了Cu 2O 粒子对可溶性染料罗丹明B 的光催化降解情况。
并考察了不同光源,光照时间,催化剂用量,双氧水加入量和溶液的酸度等对罗丹明B 光催化降解过程的影响。
结果表明,Cu 2O 粒子在太阳光照射下,能较好地降解罗丹明B,其最佳反应条件为:罗丹明B 浓度为5mg/L ,催化剂(Cu 2O)为0175g /L ,pH 值为512,H 2O 2加入量110%,反应时间25min 。
此条件下,罗丹明B 的降解率达到100%,即与在500W 高压汞灯紫外(K =365nm)光照下具有相同的降解效果。
关 键 词:氧化亚铜;罗丹明B;太阳光中图分类号:X70315 文献标识码:A收稿日期:2005-09-08;修订日期:2005-09-28基金项目:四川省科技厅资助课题(04GY2004-010-2)光催化法作为高级氧化技术的一种,具有反应条件温和,设备简单,二次污染小,且具有易于操作等优点,有望利用太阳光在光解水和环境治理等领域显示广阔的前景[1,2]。
近二、三十年来,国内外有关光催化方面的研究都聚焦在半导体光催化剂的研制与开发上。
在光照下,半导体光催化剂能够使有机物完全矿化,生成CO 2和H 2O,这种方法具有无二次污染的特点,而且原则上催化剂可以重复使用,是一种简便易行的废水处理方法[3]。
特别是染料废水治理方面,罗丹明B 作为一种应用广泛的二苯并六元氧杂环系有机染料,因其废水的色度和化学耗氧量(COD)值高,可生化性差,用传统的污水处理方法无法得到满意的效果,光催化技术的发展为这一问题的解决提供了良好的途径。
现在,采用最多的光催化剂是T iO 2,由于其具有较好的光催化活性,而且耐光腐蚀,受到广泛的重视[4~5]。
《氧化亚铜微纳米颗粒的制备及其光电化学性能研究》
《氧化亚铜微纳米颗粒的制备及其光电化学性能研究》一、引言氧化亚铜（Cu2O）作为一种重要的p型半导体材料，因其独特的光电化学性能，近年来在光催化、太阳能电池、传感器等领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究氧化亚铜微纳米颗粒的制备方法及其光电化学性能。
通过制备不同尺寸和形貌的氧化亚铜微纳米颗粒，探究其光电化学性能的差异，为进一步应用提供理论依据。
二、实验部分1. 材料与试剂实验所需材料与试剂包括：铜盐、还原剂、表面活性剂、溶剂等。
所有试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。
2. 制备方法（1）采用化学沉淀法，通过调节反应条件（如温度、pH值、反应时间等），制备出不同尺寸和形貌的氧化亚铜微纳米颗粒。
（2）在制备过程中，加入表面活性剂以控制颗粒的形貌和尺寸分布。
（3）将制备好的氧化亚铜微纳米颗粒进行离心、洗涤、干燥等处理，得到最终产品。
3. 光电化学性能测试（1）利用紫外-可见光谱仪测试样品的光吸收性能。
（2）采用三电极体系，以氧化亚铜微纳米颗粒修饰的电极作为工作电极，进行线性扫描伏安测试和光电流-电压测试，评估其光电化学性能。
（3）通过电化学工作站进行Mott-Schottky测试，分析样品的载流子浓度和缺陷密度。
三、结果与讨论1. 制备结果通过化学沉淀法成功制备了不同尺寸和形貌的氧化亚铜微纳米颗粒。
通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察发现，制备的颗粒尺寸均匀，形貌良好。
2. 光电化学性能分析（1）紫外-可见光谱测试结果表明，氧化亚铜微纳米颗粒具有较好的光吸收性能，吸收边缘位于可见光区域。
不同尺寸和形貌的颗粒对光的吸收能力有所差异。
（2）线性扫描伏安测试和光电流-电压测试结果显示，氧化亚铜微纳米颗粒具有良好的光电化学性能。
在光照条件下，工作电极产生明显的光电流响应，表明其具有较好的光生载流子分离和传输能力。
不同尺寸和形貌的颗粒光电流密度有所差异，这可能与它们的比表面积、晶体结构等因素有关。
氧化亚铜微纳米结构的制备及光催化性能研究_包秘
a— 甘 氨 酸 ，S1；b— 苏 氨 酸 ，S2；c— 谷 氨 酸 ，S3；d— 苯 丙 氨 酸 ，S4 图 2 基于氨基酸为还原剂制备的 Cu2O 颗粒的 SEM 图
氨基酸具有配位能力， 在溶液中 Cu2+与氨基酸 的 N、O 原子通过配位键相互连结，形成具有共轭环 状结构的螯合物。 在 Cu（Ⅱ）离子转化为 Cu2O 的过 程中， 氨基酸的配位能力与还原能力是一对相互制 约的因素。 甘氨酸配位能力较强，在反应初始阶段主 要以 Cu2+—甘氨酸配合物的形式存在， 还原速度较 慢，即核生成速度慢，产物经过核生长过程后形成大 尺寸颗粒。 在本实验中， 甘氨酸的反应用量较大， Cu2+— 甘 氨 酸 配 合 物 在 反 应 过 程 中 一 直 保 持 较 高 浓 度。 配合物选择性吸附在晶核表面，促进了特定晶面 的生长和稳定，形成具有稳定晶面的多面体微晶（图 2a）。 苏氨酸分子中含有一个醇式羟基，配位能力较甘 氨酸弱，在反应中主要体现为强的还原能力，Cu（Ⅱ） 离子经快速还原形成大量纳米颗粒， 这些纳米颗粒 可以通过表面吸附的氨基酸分子间氢键相连接而形 成纳米组装结构（图 2b）。 谷氨酸分子内含有两个羧 酸基团，还原性弱，核生成速度慢，致使产物的尺寸 也较大；其配位能力受酸性影响而下降，所形成的配 合物在晶核表面的吸附量较低， 晶核生长过程受到 的外部限制作用少，形成了球形颗粒（图 2c）。 苯丙 氨酸分子中含有一个苯环，配位能力很弱，还原能力 也较弱，成核速度和核生长速度均较慢，产物主要为 球形颗粒，尺寸较小（图 2d）。 以上实验结果表明，氨 基酸还原剂对 Cu2O 微粒形貌具有调控作用。 2.3 微纳米结构 Cu2O 光催化 MB 溶液的研究
无机盐工业
第 45 卷 第 1 期
氧化亚铜的制备与性能
纳米Cu2O作为光催化剂的制备与性能摘要：光催化技术是一项新型的技术，与其他传统的技术相比具有降解完全、高效、价廉、稳定等优点，因而具有良好的应用前景。
氧化亚铜是一种重要的无机化工原料，因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用，研究纳米氧化亚铜的制备及光催化性能有着深远意义。
关键词:：纳米氧化亚铜，光催化，㈠纳米氧化亚铜的制备方法氧化亚铜具有能够便于对反应温度的操作和控制。
优点是不使用溶剂、并且还具有高选择性、高产率、节省能源、合成工艺简单, 制备方法有烧结法刚、电化学法、水热法和多元醇法等。
1烧结法刚烧结法又称为干法，该方法是将固体铜粉与氧化铜粉末预先混合，再送入锻烧炉内加热到1073一1173K密闭反应得到CuZO，其反应式为:CuO+Cu分CuZO 由于这种方法用铜粉作还原剂，与固体氧化铜进行固相反应制得，固相反应存在反应不均匀、不彻底等固有缺点，因而制得的CuZO粉末中往往含有铜和氧化铜杂质，难于去除。
该法制备得到的氧化亚铜粉末不仅纯度较低，而且粉末粒度取决于原料Cu粉和CuO粉的粗细，高温反应后得到的氧化亚铜容易板结、难于分散、劳动强度大、能耗高。
2电化学法电化学法也称电解法，该法具有流程短、成本低、操作简单、产量高、工作环境良好和产品质量高的优点，因而具有很好的工业化前景和比较成熟的生产工艺。
Yan沙6]等用电化学法制备纳米氧化亚铜时，两极分别采用含铜99.9%的铜板和铜片，电解液采用NaCI、NaOH和KZCrO7组成的混合液，在YB17ll型电化学装置中进行，并且比较了在不同的电流密度下所制样品的光催化性能。
采用紫铜板作阳极，铜片作阴极，在含有NaOH的NaCI碱性水溶液中电解金属铜。
从电极反应机理来看，氧化亚铜粉末是通过阳极铜溶解，并发生水解沉淀反应而生成的。
同时研究了电解液组成及其浓度、温度以及电流密度等因素对氧化亚铜产品质量的影响，从而得到了电化学法制备氧化亚铜的优化工艺条件。
纳米氧化亚铜电化学法制备及光催化研究进展_陈善亮
5期
陈善亮等： 纳米氧化亚铜电化学法制备及光催化研究进展
977
在用阳极氧化法制取氧化亚铜过程中，电解液的组成及其浓度、电解电势、反应体系温度、pH［8］、电
流密度以及添加剂等因素都会对合成的氧化亚铜质量和形貌产生影响． 其中电流密度对合成Cu2 O粒子 尺寸的 影 响 不 大，Yang［9］ 等 以 铜 片 作 电 极，电 解 液 成 分 为： 2 mol·L － 1 NaCl、0． 5 g·L － 1 NaOH 和 0． 04 g·L － 1 K2 Cr2 O7 ，在 70 ℃ 下采用不同的电流密度电解 1 h，结果发现在电流密度分别为 500 A·m － 2 和 1100 A·m － 2 粒子直径仅相差 1 nm．
对合成的氧化亚铜形貌有很大影响． 胡飞［19］等以铜片为阳极，导电玻璃（ ITO） 为阴极，采用醋酸铜-醋酸
钠酸性溶液和硫酸铜-乳酸碱性溶液分析了不同 pH 值对电沉积氧化亚铜薄膜形貌及结构的影响． 结果
表明，溶液的氢氧根、羧基、羧基中的氧原子会影响Cu2 O薄膜的形貌和结构，在酸性溶液中Cu2 O薄膜容 易形成混晶、网状结构，而在碱性溶液中，随着 pH 的变化，Cu2 O有不同的择优取向且易于形成锥形
结构．
电解液的组成对阴极氧化法合成氧化亚铜也有直接影响，不同成分及相同成分不同含量配比的电 解液对氧化亚铜的形貌、晶粒尺寸影响很大． 王华［20］等采用不同组成成分的电解液合成氧化亚铜，研究
结果表明，改变电解液的组成可以使Cu2 O晶粒由多面体聚集体变为分散均匀、粒径可控的Cu2 O晶体，可 以极大地影响电极反应的不可逆程度，从而改变Cu2 O成核速度和晶粒大小．
第 30 卷 第 5 期
2011 年
5月
环境化学 ENVIRONMENTAL CHEMISTRY
基于氧化亚铜光电极的制备及其光电化学性能的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·140·化 工 进展基于氧化亚铜光电极的制备及其光电化学性能的研究进展付星晨，颜德健，刘冀锴（湘潭大学化工学院，湖南 湘潭 411105）摘要：氧化亚铜（Cu 2O ）因具有合适的带隙、光响应好、价格低廉等优点，在光电化学（PEC ）分解水和还原CO 2等领域引起广泛关注，是最重要的PEC 光电极材料之一。
本文回顾了近年来基于Cu 2O 光电极的制备方法，如电化学法、物理沉积法、滴涂法、热氧化法、化学浴沉积法等，同时对不同的制备方法进行了比较。
本文对基于其他过渡金属氧化物半导体材料来制备PEC 光电极也具有一定的参考价值。
另外，由于Cu 2O 材料本身在电解液中易发生光腐蚀，光稳定性差，使得Cu 2O 光电极在PEC 上的应用受到很大限制。
本文综述了表面修饰、半导体复合等改性手段来提高Cu 2O 光电极的光稳定性，改善其PEC 性能。
最后指出Cu 2O 光电极未来的研究重点在于探索新的电极制备方法、开拓新的改性手段以及多种改性手段的综合运用，从而进一步提高其PEC 性能和应用前景。
关键词：氧化亚铜；光电极；光电化学；改性；太阳能中图分类号：O643；O614 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0140–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0668Research progress of fabrication and photoelectrochemical propertiesbased on Cu 2O photoelectrodesFU Xingchen ，YAN Dejian ，LIU Jikai（School of Chemical Engineering ，Xiangtan University ，Xiangtan 411105，Hunan ，China ）Abstract: As one of the most important photoelectrode materials ，cuprous oxide （Cu 2O ）has attracted much attention in photoelectrochemical （PEC ）water splitting and CO 2 reduction due to its advantages of suitable bandgap ，well photoresponse and low cost. This review summarizes the latest progress onthe preparation methods of Cu 2O photoelectrodes ，such as electrochemistry ，PVD ，dip-coating ，thermal oxidation and chemical bath deposition . The summarized methods are compared in details. Notably ，this review provides valuable reference to designing and constructing PEC photoelectrodes based on other transition metal oxide semiconductors. In addition ，the practical application of Cu 2O photoelectrodes is confined by its poor stability due to its self-photocorrosion in electrolyte solutions. This review outlines commonly used modification methods to enhance photostability and PEC performance of Cu 2O photoelectrodes ，including surface modification ，fabrication of semiconductor composites ，etc. In the end ，this review points out that the future research directions of Cu 2O photoelectrode should aim at exploring novel methods to fabricate Cu 2O photoelectrodes ，inventing novel modification methods and integrating multiple modification methods in order to further enhance the PEC performance and application prospect of Cu 2O photoelectrodes.Key words: cuprous oxide ；photoelectrode ；photoelectrochemical ；modification ；solar energy第一作者：付星晨（1989—），男，硕士研究生，主要从事光催化材料的制备及性能表征。
氧化亚铜微纳米结构的制备及光催化性能研究
无机 盐 工 业
５ ６ Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
第４ ５卷 第 １期
２ ０ １ ３ 年 １月
氧化 亚 铜微 纳米 结构 的制 备及 光 催 化 性 能研 究
包 秘， 刘声 燕 ， 匡莉莉 ， 王 凡， 文 衍 宣
（ 广两大学化学化ｌ ［ 学 院． 广 西南 宁 ５ ３ ０ ０ ０ ４ ）
发 现 其催 化 性 能 与 形 貌 间存 在着 密 切 联 系
关键词 ： 水热法 ； 氧化亚铜 ： 光 催 化
中 图 分类 号 ： Ｔ ＱＩ ３ １ ． ２ １
文 献标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ９ ９ ０ （ ２ ０ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｕ “ｉ ｎ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｙ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ａ ｍｉ ｎ ｏ ａ ｃ ｉ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ
ｗｈｉ ｃ ｈ ｔ ｈｅ ｍｏ ｐｈ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ— ｄｅ ｐ ｅ ｎｄ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｅ ｄ．
水热法氧化亚铜纳米材料的制备及其光催化性质的研究毕业论文ppt.答案
郑州博科仪器设备有限 公司
2.5反应参数
反应温度
反应温度分别取60℃、90℃、120℃、150℃。
反应时间
反应时间取10h。
葡萄糖浓度
葡萄糖浓度分别为0.1mol/L、1mol/L（原始浓度）、3mol/L、5mol/L。
2.6 表征
红外光谱分析 扫描电子显微镜分析 X射线衍射分析 差热-热重分析
3.3 光催化结果分析
光催化剂对甲基橙的降解效果用降解率D来表示，即光催化反应一段 时间后甲基橙溶液的分解百分比；如果一段时间反应后甲基橙溶液浓 度降低为△c，光照前（初始）浓度为c0，D=△c／c0×100％。由于吸 光度A大小与溶液浓度成长比，所以可以用溶液的吸光度来代替溶液浓 度来计算降解率，也即降解率可用下式来计算：
5min使其混合均匀。接着在黑暗环境下用磁力搅拌器搅拌1h，用针 筒取5mL的溶液离心保存上层清夜记为S0，剩余45mL在无影灯下搅拌 （注意，光照开始后由于水分的蒸发，为保持溶液浓度不变，在取 样之前，需要将溶液被蒸发的水分补齐。如：30min后取样时将溶液 补至45mL再取样，1h后取样时将溶液补至40mL后再取样。以此类推） 30min后取5mL样品，离心后保存上层清夜记为S1，同理在光照1h、2h、 4h后分别取5mL溶液样品离心后保存记为S2、S3、S4，经过离心处理 取上层液装瓶放入避光处待测。
D= (A0 −A)/A0 ×100% 其中：D代表降解程度，A0为甲基橙的初始吸光度，A光照反应一段时间 后溶液的吸光度。
图3.6 光催化样液
不同温度处理（1、2、3和4分别代表60℃ 10h、90℃ 10h、120℃ 10h和150℃ 10h）的吸光度
样品分组 吸光度 A0 2.164 1.925 2.206 2.580 A1 2.154 1.969 2.154 2.276 A2 2.05 1.619 2.050 2.157 A3 1.919 1.580 1.919 1.974 A4 1.709 0.357 1.709 1.580
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第37卷第4期2016年12月Vol.37No.4Dec.2016淮北师范大学学报（自然科学版）JournalofHuaibeiNormalUniversity(NaturalScience)
氧化亚铜在介孔碳中的组装及光催化甲醛降解的研究张振新，朱莉，郭亚杰，孙毅男，董玉玉，王广健①
（淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽淮北235000）
摘要：以水热法制备的介孔SBA-15为硬模板，采用铜源还原法制备出Cu2
O/介孔碳复合光催化剂.利用
XRD、SEM、IR等对催化剂进行表征，结果表明，氧化亚铜均匀负载在介孔碳上，负载后没有改变介孔碳独特的
绳索状结构，并对甲醛溶液的光催化降解有较好的效果.关键词：氧化亚铜；介孔碳；光催化；甲醛降解中图分类号：O611.4文献标识码：A文章编号：2095-0691（2016）04-0061-04
介孔材料（2~50nm）是一类新合成的多孔物质，它具有超大的比表面积、可调变的孔径大小和形状等特点，使其在分离、吸附，特别是作为催化剂载体等方面发挥重要作用.另外，这种独特的孔道结构可用作“微化学反应器”，可在其中通过自组织“客体”形成杂化材料.因此这类材料不仅吸引材料科学工作者的广泛关注，也在材料物理、材料化学、电池材料等领域有着深远的影响.Knox［1］等在1986年首次提出用模板法合成多孔碳材料.Cu2O作为一种具有独特光、磁学特性的p型半导体材料［2-4］，特别是多晶态的Cu2O具有较高的化学稳定性，已在防污漆、着色剂、电器工业中的整流电镀、红色玻璃染色剂等领域有着
广泛的应用.Cu2O由于具有优良的催化性能近年来已引起越来越多的关注［5-7］.Cu2
O的制备方法常用水
热法等［8-10］，用这些方法不易得到纯度高、粒径小的Cu2
O.
本文以SBA-15为模板，蔗糖为碳源，在强酸的条件下制作成介孔碳（CMK-3），然后再以介孔碳为负载物，硫酸铜为铜源，抗坏血酸为还原剂制备氧化亚铜/介孔碳复合光催化材料，并且对甲醛溶液的催化降解呈现出较好的催化活性.
1实验部分1.1实验材料与试剂聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段共聚物（P123，AR），正硅酸乙酯（AR），蔗糖，浓硫酸（AR），氟化氢（AR），无水乙醇（AR），硫酸铜，氢氧化钠，抗坏血酸，甲醛（AR），实验用水为去离子水.1.2样品制备1.2.1SBA-15的合成
介孔SBA-15采用经典的水热法合成：在有120g（2mol/L）HCl和30g蒸馏水的烧杯中，于恒温水浴条件下加入4gP123，在磁力搅拌器上搅拌3h至P123完全溶解，继续加入8.5g正硅酸四乙酯，再搅拌24h.所得的混合液下于不锈钢高压反应釜中晶化24h，自然冷却至室温后抽滤.将滤饼转移到蒸发皿
中，于550℃在马弗炉中煅烧6h，冷却后研磨即得介孔SBA-15.1.2.2介孔碳的制备
介孔碳是以硅基介孔分子筛SBA-15为模板，蔗糖为碳源合成的，具体合成方法如下：分别将1.25g
收稿日期：2016-09-01基金项目：安徽省自然科学基金项目（1208085MB32）；安徽省科技计划项目（11010402091）作者简介：张振新（1962-），女，河北文安人，教授，研究方向：催化动力学分析和中学化学教法.淮北师范大学学报（自然科学版）2016年蔗糖、0.14g浓硫酸和5g去离子水加入烧杯中搅拌均匀，待蔗糖完全溶解后，小心加入1gSBA-15，搅拌均匀，然后转移至烘箱中于373K和433K各处理6h，取出，冷却，再依次加入0.8g蔗糖、0.09g浓硫酸和5g去离子水强力搅拌至浆糊状，转移至同一干燥箱中于373K和433K各烘6h，然后将此混合物转移至
马弗炉中于1273K碳化6h，再将此硅-碳复合物用5%的氟化氢洗涤，过滤，用乙醇和蒸馏水反复洗涤产物，离心，干燥，备用.1.2.3氧化亚铜/介孔碳复合光催化剂的制备
将0.36g、0.72g、1.44g、2.16g、1.80g的介孔碳同硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液，一同加入圆底烧瓶中，以抗坏血酸为还原剂，在60℃条件下回流2h，离心，干燥，研磨，所得粉末即为氧化亚铜-介孔碳的复合物，以上步骤分别制得氧化亚铜与介孔碳的质量比分别为1:0.5、1:1、1:2、1:3、1:5的样品.1.3样品的表征
制备的样品分别采用扫描电子显微镜（日本电子株式会社，JSM-6610），粉末X-射线衍射仪（德国布鲁克公司D8Advance），傅里叶变换红外光谱（Nicolet6700）进行形貌、物相等结构表征.1.4光催化性能实验
取一定量的光催化剂放入含有100mL模拟甲醛废水（质量浓度为1%）的反应器中进行暗反应吸附达饱和后，在磁力搅拌下用10W紫外灯照射2h，定时取样，采用722S可见分光光度计在414nm处用乙酰丙酮分光光度法（中华人民共和国国家环境保护标准（HJ601-2011）：水质·甲醛的测定·乙酰丙酮分光光度法）测定其吸光度，利用标准曲线法，以其降解率来说明Cu2
O/介孔碳复合光催化剂对甲醛废水的光
催化降解性能.
2结果与讨论2.1Cu2O/介孔碳XRD表征
图1介孔碳（a）和不同的氧化亚铜和介孔碳的质量比（b）的XRD谱图图1（a）表明，在25°有一个宽泛的衍射峰，说明制备的为介孔碳材料.从图1（b）可以看出，在不同氧化亚铜和介孔碳质量比下回流反应2ｈ，所得产物的XRD均在29.3°、36.2°、42.1°、61.3°、73.4°处有明显的Cu2O衍射峰，分别和立方相的Cu2
O（JCPDSCardNo.05~0667）的110，111，200，220和311晶面相对应，
没有其他铜氧化物的杂峰，说明制备的样品为纯氧化亚铜负载介孔碳复合光催化剂，这与后面的能谱测定相一致.2.2红外光谱表征
不同质量比的Cu2
O/介孔碳（1:0.5~5）复合光催化剂的红外光谱图如图2所示.在3200～3600cm-1
范围内出现一个宽的强吸收峰，可以归属于—OH的对称和不对称的伸缩振动峰，说明介孔碳中有残存的水存在.在400~1750cm-1范围内存在565cm-1、1070cm-1和1600cm-13个吸收谱带，并分别对应于
Cu2O中Cu—O—Cu键的摇摆振动、弯曲振动（或对称伸缩振动）和不对称伸缩振动，表明Cu2O存在并与
介孔碳形成复合结构.
62第4期张振新等：氧化亚铜在介孔碳中的组装及光催化甲醛降解的研究σ/cm-1图2不同质量比的Cu2
O/介孔碳的傅里叶红外光谱图
2.3扫描电镜和元素面分布图
图3Cu2
O/介孔碳复合光催化剂的扫描电镜图
图3（A-D）为不同放大倍数的氧化亚铜负载在介孔碳（Cu2
O/介孔碳为1:3）上的扫描电镜图.从图3
（A）可以看出样品大小均一，从图3（B）可以看出氧化亚铜主要负载在介孔碳的表面，从图3（C-D）明显呈现独特的具有绳索状的形态学结构，呈现模板SBA-15的结构形貌，这也是典型的介孔碳的结构特征.说明以SBA-15为硬模板很好地制备介孔碳负载的氧化亚铜光催化复合材料，这也被图4能谱和元素的面分布所证实.
图4Cu2
O/介孔碳复合光催化剂的能谱和元素的面分布
图4为氧化亚铜/介孔碳复合光催化剂的能谱图和元素的面分布图（插图）.从能谱图中可以看出，样品除含有基质介孔碳之外，只有铜和氧的存在，这说明铜的氧化物与介孔碳形成复合物；铜氧质量比为7.92，接近理论值7.94，说明形成的是Cu2O.从图4（插图）的面分布可以看出，铜与氧基本一致且分布较
均匀，说明形成铜氧化物，这与XRD的物相分析相一致，说明形成的负载型催化剂的有效组分是Cu2
O且
主要均匀分布在介孔碳的外表面.
63淮北师范大学学报（自然科学版）2016年2.4初步降解实验按实验方法，在相同催化剂加入量下，对Cu2
O与介孔碳不同质量比（1：（0.5，1，2，3和5））的复合光催
化剂室温光催化降解实验表明，催化性能先随有效组分氧化亚铜含量的增加而增加，在Cu2
O/介孔碳为1:
3时催化活性最高，随着氧化亚铜含量继续增加催化性能随之下降.产生的原因可能是随着复合催化剂
中Cu2O含量的增加，在同一光照度下，负载于介孔炭的Cu2
O含量增加，这样必然会导致光激发后形成更
大量的羟基自由基·OH，造成羟基自由基·OH与甲醛分子吸附的几率增加和被氧化效率的增强.另外，载体介孔炭的吸附能力也得到充分的发挥.但随着氧化亚铜有效组分继续增加，导致光吸收效率降低以及基质介孔碳吸附作用降低，导致吸附甲醛分子减少，在活性位点上进行光催化效率降低.
3结论采用制备的介孔SBA-15为硬模板制备出介孔碳，用还原法制备Cu2
O/介孔碳复合光催化剂.XRD和
SEM等表征结果表明，Cu2O成功地负载在介孔碳上，并且分布较均匀，负载后没有改变介孔碳的绳索状
结构.降解甲醛结果显示，氧化亚铜与介孔炭的质量比为1:3时，催化剂对甲醛溶液的降解效果最好.
参考文献：［1］KNOXJH，BULVINDERK，MILLWARDGR.Structureandperformanceofporousgraphiticcarboninromatography［J］.JournalofChromatographyA，1986，352：3-25.
［2］POIZOTP，LARUELLES，GRUGEONS，etal.Nano-sizedtransition-metaloxidesasnegative-electrodematerialsforlithium-ionbatteries［J］.Nature，2000，407：496-499.
［3］HUANGY，DUANX，CUIY，etal.Logicgatesandcomputationfromassemblednanowirebuildingblocks［J］.Science，2001，294（9）：1313-1317.
［4］DONKERSR，TSEJ，WORKENTINMS.O-Neophyl-type1，2-phenylrearrangementinitiatedbyelectrontransfer［J］.ChemCommun，1999，53:135-136.
［5］SCHREIERM，LUOJingshan，GAOPeng，etal.CovalentimmobilizationofamolecularcatalystonCu2
Ophotocathodesfor
CO2reduction［J］.JAmChemSoc，2016，138（6）：1938-1946.
［6］LISK，LICH，HUANGFZ，etal.One-potsynthesisofuniformhollowcuprousoxidespheresfabricatedbysingle-crys⁃tallineviaasimplesolvothermalroute［J］.JournalofNanoparticalResearch，2010，14：202-208.