【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于光催化材料領(lǐng)域，特別涉及一種具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、光催化技術(shù)因其能夠使用太陽(yáng)光直接降解多種污染物，被譽(yù)為一種“環(huán)境友好型化學(xué)過(guò)程”，并因此受到了廣泛關(guān)注。如公開號(hào)為cn110280285a的專利公開文本公開一種銦基金屬有機(jī)框架/類石墨相碳化氮納米片復(fù)合材料，該公開文本通過(guò)溶劑熱法制備得到的銦基金屬有機(jī)框架/類石墨相碳化氮納米片復(fù)合材料是一種有效的光催化劑，在降解含布洛芬廢水方面效果顯著。再如公開號(hào)為cn112808313a的專利公開文本公開了一種氮摻雜碳量子點(diǎn)/金屬有機(jī)框架材料mof-5材料，通過(guò)在制備金屬有機(jī)框架材料mof-5時(shí)引入氮摻雜碳量子點(diǎn)，其對(duì)六價(jià)鉻的催化效率是金屬有機(jī)框架材料mof-5的光催劑的3倍，可以廣泛應(yīng)用在含鉻廢水處理領(lǐng)域。然而，上述光催化材料均為粉末狀，存在回收困難及可能引發(fā)的二次污染問(wèn)題，不利于在實(shí)際場(chǎng)景中應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決光催化材料難回收和容易引起二次污染的難題，本專利技術(shù)的首要目的在于提供一種具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法。
2、專利技術(shù)另一目的在于提供上述制備方法制備得到的具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料。
3、本專利技術(shù)再一目的在于提供上述的具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料在處理含有抗生素和cu(ii)水體中的應(yīng)用。
4、本專
5、一種具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，包括以下步驟：
6、(1)將泡沫金屬和硒化物加熱，得到硒化泡沫金屬；
7、(2)將步驟(1)所述硒化泡沫金屬和表面活性劑加入至含zn2+、co2+和有機(jī)配體的混合溶液中，混合均勻后攪拌反應(yīng)和烘干后得到具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料。
8、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述泡沫金屬為泡沫鈷銅、泡沫鐵鎳中的至少一種。
9、優(yōu)選的，步驟(1)中所述述泡沫金屬為泡沫鈷銅。
10、泡沫鈷銅屬于雙泡沫金屬，其硒化后會(huì)形成cuco2se4，具有更低的能帶結(jié)構(gòu)和更強(qiáng)的光吸收性能，而且泡沫鈷銅具備化學(xué)惰性，不易被氧化，可以在水中穩(wěn)定存在，因此泡沫鈷銅優(yōu)選為本專利技術(shù)的基體材料。
11、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述的泡沫金屬在加熱之前還包括預(yù)處理的步驟：將所述泡沫金屬用稀酸、丙酮、水和多元醇依次清洗，得到預(yù)處理的泡沫金屬。
12、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述的泡沫金屬在所述預(yù)處理過(guò)程中，所述稀酸為甲酸、乙酸、草酸、磷酸、鹽酸、硫酸、硝酸的至少一種；可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述稀酸的濃度為1～20wt％。
13、在本專利技術(shù)中，稀酸溶液的濃度為1～20wt％；若稀酸溶液的濃度小于1wt％時(shí)，酸的濃度太小，會(huì)增加稀酸與泡沫金屬的反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)且反應(yīng)不充分無(wú)法有效去除泡沫金屬表面的金屬氧化物；若酸溶液的濃度大于20wt％時(shí)，過(guò)高濃度的酸溶液會(huì)腐蝕泡沫金屬，破壞泡沫金屬結(jié)構(gòu)。
14、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述的泡沫金屬在預(yù)處理過(guò)程中，所述稀酸的清洗時(shí)間為2～15min。
15、在本專利技術(shù)中，稀酸浸泡時(shí)間為2～15min；若稀酸的浸泡時(shí)間小于2min時(shí)，時(shí)間過(guò)短會(huì)無(wú)法徹底去除表面的氧化物；若稀酸的浸泡時(shí)間大于15min時(shí)，浸泡的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不僅去除泡沫金屬表面的氧化物，而且還會(huì)腐蝕泡沫金屬。
16、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述的泡沫金屬在預(yù)處理過(guò)程中，丙酮的清洗時(shí)間為10～60min。
17、在本專利技術(shù)中，丙酮的浸泡時(shí)間為10～60min；若丙酮的浸泡時(shí)間小于10min，容易導(dǎo)致基體材料表面的發(fā)泡劑等雜質(zhì)去除不徹底；若丙酮的浸泡時(shí)間大于90min，可能導(dǎo)致泡沫金屬內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響其物理性能。例如，泡沫金屬的壓縮強(qiáng)度和吸能性能可能會(huì)因?yàn)榭紫督Y(jié)構(gòu)的破壞而降低。
18、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述的泡沫金屬在預(yù)處理過(guò)程中，水的清洗時(shí)間為10～60min。
19、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述的泡沫金屬在預(yù)處理過(guò)程中，所述多元醇為乙醇、甲醇、丙醇中至少一種。
20、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)所述的泡沫金屬在預(yù)處理過(guò)程中，所述多元醇的清洗時(shí)間為10～60min。
21、泡沫金屬通常通過(guò)鑄造法、熔體發(fā)泡法、固態(tài)燒結(jié)法、金屬沉積法或氣相沉積法制備得到。這些制備工藝各有特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求。但無(wú)論采用何種工藝，其表面都會(huì)殘留一些未參與反應(yīng)或反應(yīng)中間體有機(jī)物。而且這些泡沫金屬在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)在表面發(fā)生氧化，生成氧化物、氫氧化物或羥基氧化物。本專利技術(shù)預(yù)處理的步驟是為了去除泡沫金屬表面的氧化物和油污雜質(zhì)，得到干凈的高活性前體材料，避免泡沫金屬表面的氧化物作為鈍化層，影響后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行。
22、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述加熱的方式為置于管式爐中加熱。
23、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，在步驟(1)中，所述泡沫金屬處于所述管式爐下風(fēng)口，所述含硒物質(zhì)處于所述管式爐上風(fēng)口。
24、在本專利技術(shù)中，含硒物質(zhì)需設(shè)置在上風(fēng)口，泡沫金屬需設(shè)置在下風(fēng)口；因?yàn)槲锓纸猱a(chǎn)生的硒單質(zhì)，會(huì)隨著氣流方向自由飄散，在泡沫金屬的表面形成硒化物，如果硒化物放在下風(fēng)口會(huì)隨著氣流直接排出管式爐無(wú)法與泡沫金屬反應(yīng)。
25、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述加熱的過(guò)程中通入保護(hù)氣體。
26、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述保護(hù)氣體為氬氣、氮?dú)狻⒍趸肌⒑狻錃庵械闹辽僖环N。
27、在本專利技術(shù)中，保護(hù)氣的作用一方面是保護(hù)含硒物質(zhì)生成的物質(zhì)不被氧化，另一方面也是防止泡沫金屬在高溫下被氧化。
28、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述硒化物為黑色硒、紅色硒、灰色硒、無(wú)定形單質(zhì)硒中的至少一種。
29、在本專利技術(shù)中，硒化物為黑色硒、紅色硒、灰色硒、無(wú)定形單質(zhì)硒中的至少一種，加熱上述物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解生成單質(zhì)硒，硒可以與泡沫金屬表面的金屬原子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成金屬硒化物。
30、可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，步驟(1)中所述泡沫金屬和所述硒化物的摩爾比1：0.05～0.2。
31、在本專利技術(shù)中，泡沫金屬和硒化物的摩爾比1：0.05～0.2；若泡沫金屬和硒化物的摩爾比小于1：0.05，則因?yàn)樯傻奈鴿舛冗^(guò)低，無(wú)法在泡沫金屬表面充分形成金屬硒化物；如果泡沫金屬和硒化物的摩爾比大于1：0.05，產(chǎn)生的單質(zhì)硒過(guò)多，不僅會(huì)在表面形成硒化物，還會(huì)進(jìn)一步腐蝕泡沫金本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的方法制備得到的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具備同步
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具備同步降解抗生素和還原Cu(II)的泡沫金屬基光催化材料在處理含有抗生素和/或Cu(II)水體中的應(yīng)用，其特征在于所述抗生素為恩諾沙星。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生素和還原cu(ii)的泡沫金屬基光催化材料的制備方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備同步降解抗生...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牛繼亮，歐淑華，陳小慧，林家亮，程建華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南協(xié)同創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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