實驗14　球狀氧化亞銅的制備及吸附性能

一、實驗目的

① 掌握測定氧化亞銅吸附性能的方法。

② 了解掌握球狀氧化亞銅的制備方法。

二、實驗原理

氧化亞銅是一種非常重要的金屬缺位的p型半導體，禁帶寬度為2.0eV，可以被400～800nm的可見光激發，在太陽光的照射下能有效地產生光生載流子，其光電轉換效率可達到18%，而且儲存量廣，無毒價廉，因此被認為是用于太陽能電池的有希望的物質。納米氧化亞銅因其優越的光催化性能，在環境污染治理中受到了環境研究者重視，被應用于廢水處理。而且大量的實驗表明，多晶態的氧化亞銅不像單晶氧化亞銅，可反復使用而不會被還原成Cu（0）或是氧化成Cu（Ⅱ），穩定性很好。

偶氮染料作為最大的一類合成染料，大多數有“三致”（致癌、致突變、致畸）作用，且含有偶氮染料的廢水具有污染物濃度大、色度深、化學性質穩定、難生物降解、抗光解、抗氧化性強的特點，是一種難降解的環境有毒物質，對水體環境危害大，因此必須對其進行凈化處理。吸附法脫色技術具有操作簡單、成本低等優點，具有廣泛的應用前景。多孔氧化亞銅小球是一種很好的吸附材料，其制備方法簡單、成本低廉、吸附脫色效果好。

本實驗以醋酸銅為銅源，以鹽酸羥胺為還原劑，明膠為表面活性劑，采用沉淀法制備了氧化亞銅，研究了它對偶氮類染料甲基橙的吸附性能。

三、實驗設備與材料

① 設備：恒溫水浴，離心機，磁力攪拌器，掃描電鏡，X射線衍射儀，紫外-可見分光光度計，真空干燥箱。

② 試劑：醋酸銅，氫氧化鈉，聚乙烯吡咯烷酮，無水葡萄糖，甲基橙，乙醇。

四、實驗步驟與方法

（1）球狀氧化亞銅的制備

取10mmol Cu（CH₃COO）₂·H₂O（醋酸銅）和0.4mmol PVP（聚乙烯吡咯烷酮）溶于80mL乙醇/水溶液（體積比為1∶1）中，超聲溶解得Cu（Ⅱ）-PVP溶液，再加入70mmol氫氧化鈉超聲溶解，最后加入10mmol葡萄糖（C₆H₁₂O₆），超聲反應30min得紅色氧化亞銅顆粒。制備的Cu₂O顆粒于10000r/min的速率離心5min，用去離子水離心洗滌2次后，用乙醇洗滌多次，于60℃真空干燥6h，可得球狀氧化亞銅。

（2）吸附實驗

于250mL燒杯中，加入100mL濃度為20mg/L的甲基橙溶液，再向其混合液中加入0.5g球狀氧化亞銅，恒速攪拌，每隔10min取8mL混合液于10000r/min的速率離心5min，再以蒸餾水為參比，取上清液測其吸光度值。

五、數據記錄與處理

① 根據X射線衍射測試結果，制備的氧化亞銅特征衍射峰對應的2θ衍射角為： 　　　 。　 

② 根據掃描電鏡測試結果，制備的氧化亞銅的形貌為 　　　 。 

③ 吸附性能測定結果，見表14.1。

六、思考題

為什么測吸光度前要將氧化亞銅離心下來？

參　考　文　獻

[1]　王文清，劉林.多孔球狀氧化亞銅的制備及其吸附性能研究[J].武漢輕工大學學報，2010，29（4）：33-35.

[2]　宋繼梅，張小霞，焦劍，等.立方狀和球狀氧化亞銅的制備及其光催化性質[J].應用化學，2010，27（11）：1328-1333.