一种硼掺杂铜氧化物催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113856679A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111310177.8(22)申请日2021.11.03(71)申请人武汉纺织大学地址430200湖北省武汉市洪山区纺织路1号(72)发明人李东亚关泽宇左诗语丁艺琛(74)专利代理机构北京众达德权知识产权代理有限公司11570代理人韦汉(51)Int.Cl.B01J23/72(2006.01)C02F1/72(2006.01)C02F101/34(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图19页(54)发明名称一种硼掺杂铜氧化物催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明特别涉及一种硼掺杂铜氧化物催化剂及其制备方法和应用，属于污水处理技术领域，方法包括：将含硼化合物和含铜化合物进行研磨混合，得到铜‑硼复合物；将所述铜‑硼复合物进行加热反应，得到硼掺杂铜氧化物催化剂；其中，所述含硼化合物为硼酸，所述含铜化合物为可挥发的有机或无机含铜化合物，采用非金属硼来进行掺杂，利用硼外层2p轨道中的单电子而具有的电子供体特性，实现高效的自由基/非自由基途径协同，提高氧化剂有效利用率，解决了目前金属价态循环的速率限制和氧化剂还原高价金属导致无效分解的问题。CN113856679ACN113856679A权利要求书1/1页1.一种硼掺杂铜氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将含硼化合物和含铜化合物进行研磨混合，得到铜‑硼复合物；将所述铜‑硼复合物进行加热反应，得到硼掺杂铜氧化物催化剂；其中，所述含硼化合物为硼酸，所述含铜化合物为可挥发的有机或无机含铜化合物。2.根据权利要求1所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，以质量分数计，所述硼酸和含铜化合物的混合比值不大于50％。3.根据权利要求1所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述将含硼化合物和含铜化合物进行研磨混合，得到铜‑硼复合物，具体包括：将含铜化合物进行干磨，得到铜源粉末；将含硼化合物和所述铜源粉末进行混合干磨，得到铜‑硼复合物；其中，所述干磨的时间为20min‑120min，所述铜源粉末的粒度＜100μm，所述混合干磨的时间为20min‑120min，所述铜‑硼复合物的粒度＜100μm。4.根据权利要求3所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述含铜化合物包括一水合乙酸铜、乙酰丙酮铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、8‑羟基喹啉铜、三水合硝酸铜或二水合氯化铜中的一种。5.根据权利要求1所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为300℃‑700℃，所述加热反应的时间为0.5h‑6h。6.一种硼掺杂铜氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂采用如权利要求1至5中任意一项所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的制备方法制得。7.一种硼掺杂铜氧化物催化剂的应用，其特征在于，所述应用包括将如权利要求6所述的硼掺杂铜氧化物催化剂应用于处理含有机污染物的污水。8.根据权利要求7所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的应用，其特征在于，所述处理含有机污染物的污水具体包括：将氧化剂和所述催化剂加入到含有机污染物的所述污水中进行反应。9.根据权利要求8所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的应用，其特征在于，所述氧化剂的使用质量浓度为所述污水的有机污染物质量浓度的0.1‑1000倍，所述催化剂的使用质量浓度为0.01g/L‑10g/L。10.根据权利要求8所述的硼掺杂铜氧化物催化剂的应用，其特征在于，所述氧化剂包括过二硫酸盐、单过硫酸盐和双氧水中的一种。2CN113856679A说明书1/7页一种硼掺杂铜氧化物催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种硼掺杂铜氧化物催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]越来越多的有毒有机污染物不断排入水体，给生态环境安全造成了严重威胁。因此难降解有毒有机污染物的处理成为改善水体污染、重建良好生态环境的重点任务。[0003]·‑常见的AOPs包括光催化、Fenton、类光Fenton、基于硫酸根自由基(SO4)的类Fenton技术等。而在AOPs的反应过程中，能产生一些高活性的自由基例如羟基自由基(··‑OH)，SO4，和超氧自由基(·O2)等。这些自由基能有效的将水体中的有毒有机污染物氧化1成H2O和CO2等小分子物质，近年来广泛应用于工业废水的处理中。同时，近年来基于O2和电子转移的非自由基反应因其高效的处理性能也受到越来越多的关注。非自由基反应是一种发生在催化剂表面的氧化反应，被活化的过硫酸盐是其反应体系中的主要活性物质。自由基和非自由基途径的协同作用可能实现复杂水环境中污染物的高效降解。[0004]AOPs中催化剂的使用能加速氧化还原过程的