釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法，包括以下步驟：（1）將0.05-0.4g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃恒溫培養(yǎng)1h得到酵母溶液；（2）將30mL含1mmolBi(NO3)3·5H2O的溶液邊攪拌邊滴加至上述酵母溶液中，并攪拌3h，再逐滴加入30mL含1mmolNH4VO3的水溶液，并攪拌1h；（3）用氨水調(diào)節(jié)體系pH=3-9，再攪拌1h后于室溫下陳化48h；（4）離心分離，用水洗滌數(shù)次，最后用無水乙醇洗滌一次，在80℃真空干燥12h；（5）將干燥好的樣品于400-500℃煅燒4h，即制得釩酸鉍納米可見光催化劑。本發(fā)明避免了在有機(jī)溶劑中或者在有機(jī)試劑和水的混合溶劑中合成，是一種環(huán)境友好的合成方法，并且所制備的釩酸鉍納米可見光催化劑具有較高的可見光催化活性。
【專利說明】釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光催化材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光催化降解污染物作為一項(xiàng)高級(jí)氧化技術(shù)，用于環(huán)境修復(fù)極具應(yīng)用前景，也得到了越來越多的關(guān)注。而光催化劑是這項(xiàng)技術(shù)的核心。在眾多的半導(dǎo)體光催化劑中，T12由于其生物惰性、強(qiáng)氧化性、低成本高效率、耐光腐蝕和化學(xué)腐蝕性以及強(qiáng)穩(wěn)定性等特點(diǎn)被認(rèn)為是最適合用于環(huán)境污染治理的光催化劑。但T12仍有一些自身難以克服的缺點(diǎn)，如太陽光利用率低，僅能吸收占太陽光總能量4%的紫外光，在可見光范圍內(nèi)幾乎沒有光響應(yīng)。因此，開發(fā)新型的可見光催化劑成為光催化領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
[0003]近幾年，一些鉍系復(fù)合氧化物光催化劑受到人們的廣泛關(guān)注，這是由于這類半導(dǎo)體光催化劑的帶隙相對(duì)較窄，能夠在可見光下激發(fā)生成光生載流子，并將污染物降解。1998年，kudo等(Catal.Lett.1998，53，229-230.)報(bào)道了 BiVO4可以作為一種具有可見光活性的新型光催化劑，采用的是高溫固相燒結(jié)法。此后，人們又通過其它多種方法制備出BiVO4可見光催化材料。光催化劑的晶相結(jié)構(gòu)、形貌尺寸等是影響其紫外光催化活性的主要因素，而這些又與其合成方法和制備條件有著密不可分的關(guān)系。納米催化材料因其具有更大的比表面積，往往表現(xiàn)出更加優(yōu)異的光催化活性。而通常的BiVO4制備的方法，如共沉淀法，水熱法和固相法，較難制備出納米顆粒的釩酸鉍可見光催化材料，因此尋找一種簡(jiǎn)單、易于操作且環(huán)境友好的制備釩酸鉍納米可見光催化劑的方法很有意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供了一種釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法，該方法簡(jiǎn)單易行，環(huán)境友好，所制得的釩酸鉍納米可見光催化劑具有較高的可見光催化活性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法，其特征在于包括以下步驟:(I)將0.05-0.4g干酵母粉溶入10mL葡萄糖溶液中，在37°C恒溫培養(yǎng)Ih得到酵母溶液；(2)將30mL含lmmol Bi (NO3)3.5H20的溶液邊攪拌邊滴加至上述酵母溶液中，并攪拌3h，再逐滴加入30mL含lmmol NH4VO3的水溶液,并攪拌Ih ; (3)用氨水調(diào)節(jié)體系pH=3-9，再攪拌Ih后于室溫下陳化48h; (4)離心分離，用水洗滌數(shù)次，最后用無水乙醇洗滌一次，在80°C真空干燥12h ; (5)將干燥好的樣品于400-500°C煅燒4h，即制得釩酸鉍納米可見光催化劑。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)避免了在有機(jī)溶劑中或者在有機(jī)試劑和水的混合溶劑中合成，同時(shí)也避免了使用對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)試劑，因而是一種環(huán)境友好的合成方法；(2)制備方法操作簡(jiǎn)便快速，所得釩酸鉍可見光催化劑為納米顆粒；(3)所制備的釩酸秘納米可見光催化劑具有較高的可見光催化活性，高于P25和固相法制備的釩酸鉍可見光催化劑的可見光催化活性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實(shí)施例2制得的釩酸鉍納米可見光催化劑的掃描電鏡圖，圖2是本本發(fā)明實(shí)施例2制得的釩酸鉍納米可見光催化劑、固相合成法制備的釩酸鉍可見光催化劑和P25對(duì)羅丹明B的降解曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0008]以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0009]實(shí)施例1
將0.05g干酵母粉溶入10mL葡萄糖溶液中，在37°C下恒溫培養(yǎng)Ih得到酵母溶液?’然后將30mL含lmmol Bi (NO3) 3.5H20的溶液邊攪拌邊滴加至上述酵母溶液中，并攪拌3h，再逐滴加入30mL含lmmol NH4VO3的水溶液，并攪拌Ih ;然后用氨水調(diào)節(jié)體系pH=3，再攪拌Ih后，放在室溫下陳化48h;然后離心分離，用水洗滌數(shù)次，最后用無水乙醇洗滌一次，在80°C真空干燥12h ;最后將干燥好的樣品放入馬弗爐中于400°C煅燒4h，即制得釩酸鉍納米可見光催化劑I。
[0010]實(shí)施例2
將0.2g干酵母粉溶入10mL葡萄糖溶液中，在37°C下恒溫培養(yǎng)Ih得到酵母溶液?’然后將30mL含lmmol Bi (NO3) 3.5H20的溶液邊攪拌邊滴加至上述酵母溶液中，并攪拌3h，再逐滴加入30mL含lmmol NH4VO3的水溶液，并攪拌Ih ;然后用氨水調(diào)節(jié)體系pH=9，再攪拌Ih后，放在室溫下陳化48h;然后離心分離，用水洗滌數(shù)次，最后用無水乙醇洗滌一次，在80°C真空干燥12h ;最后將干燥好的樣品放入馬弗爐中于450°C煅燒4h，即制得釩酸鉍納米可見光催化劑2。圖1是本實(shí)施例制得的釩酸鉍納米可見光催化劑的掃描電鏡圖，由圖可以看出制得的釩酸鉍納米可見光催化劑為納米顆粒，圖2是本實(shí)施例制得的釩酸鉍納米可見光催化劑、固相合成法制備的釩酸鉍可見光催化劑和P25對(duì)羅丹明B的降解曲線，由圖可以看出在相同的條件下制備的釩酸鉍納米可見光催化劑對(duì)羅丹明B的降解速率明顯高于固相合成法制備的釩酸鉍可見光催化劑和P25，進(jìn)而表明制得的釩酸鉍納米可見光催化劑具有較高的可見光催化活性。
[0011]實(shí)施例3
將0.4g干酵母粉溶入10mL葡萄糖溶液中，在37°C下恒溫培養(yǎng)Ih得到酵母溶液?’然后將30mL含lmmol Bi (NO3) 3.5H20的溶液邊攪拌邊滴加至上述酵母溶液中，并攪拌3h，再逐滴加入30mL含lmmol NH4VO3的水溶液，并攪拌Ih ;然后用氨水調(diào)節(jié)體系pH=7，再攪拌Ih后，放在室溫下陳化48h;然后離心分離，用水洗滌數(shù)次，最后用無水乙醇洗滌一次，在80°C真空干燥12h ;最后將干燥好的樣品放入馬弗爐中于500°C煅燒4h，即制得釩酸鉍納米可見光催化劑3。
[0012]以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.釩酸鉍納米可見光催化劑的仿生合成方法，其特征在于包括以下步驟:(1)將0.05-0.4g干酵母粉溶入10mL葡萄糖溶液中，在37°C恒溫培養(yǎng)Ih得到酵母溶液；(2)將30mL含lmmol Bi (NO3) 3.5H20的溶液邊攪拌邊滴加至上述酵母溶液中，并攪拌3h，再逐滴加入30mL含lmmol NH4VO3的水溶液，并攪拌Ih ; (3)用氨水調(diào)節(jié)體系pH=3_9，再攪拌Ih后于室溫下陳化48h; (4)離心分離，用水洗滌數(shù)次，最后用無水乙醇洗滌一次，在80°C真空干燥12h ；(5)將干燥好的樣品于400-500°C煅燒4h，即制得釩酸鉍納米可見光催化劑。
【文檔編號(hào)】B01J35/02GK104148051SQ201410336741
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】邢新艷, 任曉倩, 樊廣燕, 馬玉雪, 李靜, 丁慧芳, 楊林, 席國喜 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)