不同形貌氧化铜的制备及其光催化性能研究

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作为一种重要的无机化工原料,氧化铜因其独特的性质在诸多领域有着广泛的应用。利用其结晶习性制备不同形貌的粉体并考察形貌对其性能的影响对于深入开发氧化铜的应用具有较好的实际应用价值。本文采用络合沉淀法制备氧化铜粉体,着重考察了铜源(硫酸铜、氯化铜、醋酸铜、硝酸铜)、温度、铜粒子浓度、添加剂(PEG、PVP)等因素对氧化铜形貌的影响规律,进而通过控制条件制备了具有绒球状、棉花糖状、棱状、圆柱型、哑铃型、棒状纳米氧化铜粉体。产品的结构和形貌采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等现代物理进行表征。结果表明:铜源引入的阴离子以及温度、铜离子浓度、添加剂均对产品的形貌和分散性产生影响,其中表面活性剂不仅影响晶核的生长方向,其可控制微晶的生长,对氧化铜形貌的影响较大。此外,论文还通过紫外光照射下的甲基橙降解实验,考察了产品氧化铜的光催化性能。实验发现:初始溶液pH值、CuO用量、H202加入量等条件对纳米氧化铜的光催化活性有很大的影响。氧化铜光催化降解甲基橙的最佳反应条件为:pH值小于3,催化剂用量为60mg/L,H202加入量为1:70(V/V)。与棒状纳米氧化铜的光催化活性相比,实验制得的绒球状、棉花糖状、棱状、圆柱型、哑铃型氧化铜粉体具有更好的催化活性,5h即可使90%的甲基橙发生降解。
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