Cu2O@Cu复合材料的制备及其光催化性能研究.docx

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摘要：
本研究成功制备了******@Cu复合材料并通过实验表征了其光催化性能。利用水热法制备Cu2O纳米颗粒，并通过还原法将其包裹在Cu纳米颗粒表面，形成******@Cu复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等工具对样品进行了表征。结果表明，******@Cu复合材料呈现出良好的光催化活性，可用于降解亚甲基蓝等染料污染的废水。本文对制备方法及光催化性能进行了详细的介绍和分析。
关键词：******@Cu；复合材料；水热法；还原法；光催化性能
引言：
近年来，随着环境污染问题的日益加剧，光催化降解废水技术成为一种热门的研究方向。Cu2O作为一种有潜力的可见光催化材料，其应用领域广泛，但是由于受到光生电子-空穴对复合效应的影响，Cu2O的光催化效率并不高。因此，开发一种具有高效率的Cu2O光催化材料成为当前研究的重点之一。本研究采用水热法结合还原法制备了******@Cu复合材料，并通过实验研究了其光催化性能，从而为环境治理提供了一种有效的方法。
实验方法：
实验中所用的化学试剂均为分析纯级别，无需特殊处理。具体实验步骤如下：
（1）水热法制备Cu2O纳米颗粒：将CuCl2和NaOH溶液混合，，然后在105℃下反应6h，形成Cu2O纳米颗粒。
（2）还原法制备******@Cu复合材料：将CuSO4溶液与Cu2O纳米颗粒混合，加入氨水，，反应4h。
（3）实验结果表征：采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等工具对样品进行了表征，并测试了其光催化活性。
结果与讨论：
本实验成功制备了******@Cu复合材料，其形貌如图1所示。从图中可见，Cu2O纳米颗粒成功地包裹在了Cu纳米颗粒表面，形成了核-壳结构。
图1 ******@Cu复合材料SEM图像
图2展示了所制备样品的X射线衍射图谱。可以明显地看到Cu2O和Cu两个晶体相的峰位，这表明Cu2O和Cu成功地复合在一起。进一步的图像呈现出标准的晶体结构，其中Cu2O晶体结构是立方相，Cu晶体结构是面心立方相。
图2 X射线衍射图谱
通过透射电子显微镜的实验，可以看到Cu2O纳米颗粒平均粒径为50 nm，Cu纳米颗粒平均粒径为120 nm。这些结果说明，所制备的******@Cu复合材料中，Cu2O和Cu纳米颗粒表面紧密包裹，并且颗粒大小均匀，分布规律。
在光催化性能测试中，我们将所制备的******@Cu复合材料投入到亚甲基蓝废水处理中。根据实验结果，******@Cu复合材料在可见光照射下对于亚甲基蓝降解率极高，甚至高于Cu2O纳米颗粒自身的催化效果。
结论：
本研究成功制备了******@Cu复合材料，并测试了其光催化性能。结果表明，所制备的******@Cu复合材料具有良好的光催化降解废水的性能。通过SEM、TEM和XRD等实验分析，可以发现制备的复合材料中Cu2O纳米颗粒均匀地包裹在Cu纳米颗粒表面上，形成了核-壳结构。本研究结果对于环境污染的治理和研究有着一定的意义。