铜氧化物对四环素的吸附性能研究
2022-12-21肖晴赵玉宝廖云
肖晴,赵玉宝,廖云
(南华大学 化学化工学院,湖南 衡阳 421000)
四环素广泛应用于农业、医药等领域[1-2],土壤和水域中的四环素难降解[3-4],严重影响自然环境安全和生物生命健康[5-6],迫切需要高效、无污染的去除四环素类抗生素处理技术[7-8]。无机材料中的铜氧化物来源丰富、成本低廉、易于调变结构与形貌,生物相容性好[9],使其在电池、传感器和光催化领域具有良好的应用价值[10-11]。
本文采用湿化学法制备了球形氧化亚铜(Cu2O),进而控制条件使氧化亚铜逐渐氧化成氧化铜,对比研究此系列样品吸附四环素的性能,在此基础上进一步研究了Cu2O吸附四环素的动力学和热力学行为。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
氯化铜(CuCl2·H2O)、柠檬酸(CA)、氢氧化钠、抗坏血酸(VC)、过氧化氢(30%)、无水乙醇、四环素(TC)均为分析纯;重蒸水,自制。
PCX-50C型Discover多通道光催化反应系统;IRB-510型高低温恒温反应浴;101-2AB型电热恒温鼓风干燥箱;IKA型恒温磁力加热搅拌器;EL104型电子分析天平;DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器;GT10-1型高速台式离心机;Zeiss sigma 500型场发射扫描电子显微镜;Escalab 250Xi型X光电子能谱仪;3H-2000型全自动氮吸附比表面积测试仪;X’Pert Powder型X射线粉末衍射仪;VDsorb-91i型全自动程序升温化学仪;TU-1901型双光束紫外可见分光计。
1.2 铜氧化物的制备
1.2.1 Cu2O的制备 于三口烧瓶中,以480 mL水充分溶解5.44 g CuCl2·H2O与1.2 g柠檬酸,在 60 ℃ 下加入16 g NaOH,持续搅拌反应30 min。缓慢加入33.8 g VC,反应3 h,形成砖红色沉淀,冷却至室温。用水和无水乙醇充分清洗、离心,分离出固体,60 ℃干燥24 h,得到Cu2O。
1.2.2 Cu2O的氧化 在100 mL浓度为0.5 mol/L的NaOH溶液中,加入0.3 g Cu2O,缓慢加入xmL的H2O2,反应1 h。沉淀用水和无水乙醇充分清洗,离心,分离出固体,60 ℃干燥24 h,得样品,记为Cu2O-x。……
