CN102992402A - 一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法 - Google Patents
一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102992402A CN102992402A CN2012104292508A CN201210429250A CN102992402A CN 102992402 A CN102992402 A CN 102992402A CN 2012104292508 A CN2012104292508 A CN 2012104292508A CN 201210429250 A CN201210429250 A CN 201210429250A CN 102992402 A CN102992402 A CN 102992402A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- bismuth
- ammonium metavanadate
- vanadate
- mesoporous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 title abstract description 67
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 67
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 65
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 135
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 69
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 60
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 51
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N dinitrooxybismuthanyl nitrate Chemical compound [Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 10
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 68
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 63
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract description 16
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 abstract 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 29
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 6
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- WQEVDHBJGNOKKO-UHFFFAOYSA-K vanadic acid Chemical class O[V](O)(O)=O WQEVDHBJGNOKKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法。先按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:2.8~28:0.2~1质量份数量取，超声混合得到硝酸铋溶液。再量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:2.8~28:0.05~0.25质量份数，超声混合得到偏钒酸铵溶液。将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到混合溶液，然后加入二氧化硅气凝胶微球作为模板，抽真空使混合溶液充分注入模板中，在60~110℃下反应6~24h后得到固体产物。最后在管式炉中，按0.5~10℃·min-1的升温速率将固体产物加热至160~400℃，煅烧2~24h，自然降至室温后，用氢氧化钠溶液除去模板，得到孔径分布均匀（10~20nm）的单斜相介孔钒酸铋。本发明工艺简单易控，环境友好，所得单斜相介孔钒酸铋在可见光范围内具有良好的光催化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法，用该方法可制得孔径分布均匀的单斜相介孔钒酸铋。该方法具有环境友好、条件温和，工艺简单易控的特点，所得单斜相介孔钒酸铋在可见光范围内具有良好的光催化性能。
背景技术
光催化技术是一种解决环境和能源问题的有效途径。通过将太阳能转化为洁净氢能的光解水技术能解决化石能源枯竭的危机，而且光催化降解清除有毒有机污染物将能经济有效地解决环境问题。早在1972年，日本科学家Fujishima和Honda就发现了TiO2在紫外光光照下使水分解产生氢气和分解其它物质。但由于TiO2材料的禁带宽度较宽，仅在紫外光范围内有响应，而紫外光范围内的能量不到太阳光总能量的5%，这严重限制了TiO2材料在光催化领域的进一步实际应用。因此，开发新型窄带光催化剂成为目前一个新的研究热点。单斜白钨矿结构的钒酸铋(BiVO4)具有良好的可见光催化分解水和降解有机污染物的能力。从太阳能的利用效率来看，BiVO4是一种极具应用前景的可见光光催化材料。近年来，BiVO4的制备方法已有较多报道。例如“一种微波水热法合成单斜相钒酸铋光催化剂粉体的方法”（中国发明专利，申请号：201110136863.8）、“一种制备花状BiVO4的表面活性剂辅助醇-水热法”（中国发明专利，申请号：200910243645.7）、“一种钒酸铋粉体及其制备方法”（中国发明专利，申请号：200810048418.4）、“具有可见光催化降解污染物性能的表面疏水性钒酸铋的合成方法”（中国发明专利，申请号：201010144955.6）等。但是这些方法所制得的钒酸铋大多为粉体，缺少孔结构，导致其光催化效率不高，限制了钒酸铋在可见光光催化降解污染物领域的进一步应用。“一种制备橄榄球状介孔BiVO4的有机溶剂-水热法”（中国发明专利，申请号：200910243646.1）报道了通过有机溶剂-水热法制备介孔结构BiVO4的方法，但水热法存在设备要求高、技术难度大以及安全性能差等不足。
发明内容
本发明的目的在于公开一种工艺简单、操作简便、设备要求低的单斜相介孔钒酸铋的制备方法。
为了达到上述目的，本发明以硝酸铋和偏钒酸铵为原料，以二氧化硅气凝胶微球为模板，通过模板法制备单斜相介孔钒酸铋。
具体的工艺是按如下几个步骤进行的：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:2.8~28:0.2~1的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:2.8~28:0.05~0.25质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为60~110℃下反应6~24h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按0.5~10℃·min-1的升温速率加热至160~400℃煅烧2~24h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于40~100℃干燥2~12h得到单斜相介孔钒酸铋。
上述所用的二氧化硅气凝胶微球为自制材料（甘礼华,刘明贤,庞颖聪,徐子颉,郝志显,陈龙武.新型纳米多孔SiO2气凝胶微球材料的制备.无机化学学报,2006,22(9):1740-1744.），制备工艺如下：将10mL的硅溶胶，4mL硝酸水溶液（5wt%）和16mL乙醇混合后搅拌，直至形成均匀溶液。然后将25mL上述混合液滴加到由100mL正庚烷，5mL正丁醇和0.07g非离子表面活性剂（吐温85与司班80，二者质量比为0.10）所组成的油相中搅拌30min，滴加4mL氨水（5wt%），这时微球状的SiO2凝胶粒子会在烧瓶底部析出，然后进行固液分离。将SiO2凝胶微球用丙酮洗涤多次，然后在60℃下以乙醇中浸泡以交换出残留溶剂。然后用正硅酸乙酯的乙醇溶液（正硅酸乙酯:乙醇＝1:3体积比）在60℃下浸泡；最后用乙醇溶液浸泡以替换残余的正硅酸乙酯。将经过上述处理的凝胶微球于70℃下常压干燥，即得到SiO2气凝胶微球。
其它原料均为市售工业级产品。
本发明具有如下优点：
1．本发明提供了一种制备单斜相介孔钒酸铋的方法。目前制备的钒酸铋大多为粉体材料，缺少孔结构，导致其光催化效率不高。本发明通过模板法制备的钒酸铋具有介孔结构，孔径分布在10~20nm，可以将污染物吸附在催化剂内部，另外丰富的孔结构有利于可见光的透过，有助于提高钒酸铋的光催化活性。
2．本发明通过模板法来制备单斜相介孔钒酸铋。该方法克服了水热法制备介孔钒酸铋时存在设备要求高、技术难度大以及安全性能差等不足，具有工艺简单、操作简便、设备要求低的优点。
3．本发明方法制得的单斜相介孔钒酸铋具有良好的光催化性能。将其应用于污水染料罗丹明B处理时，在可见光光照150min后，降解率高达90%以上。
具体实施方式
实施例1：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:28:0.2的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:28:0.05质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为60℃下反应24h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按0.5℃·min-1的升温速率加热至160℃煅烧24h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于40℃干燥12h得到单斜相介孔钒酸铋。
本发明所用的二氧化硅气凝胶微球均为自制材料（甘礼华,刘明贤,庞颖聪,徐子颉,郝志显,陈龙武.新型纳米多孔SiO2气凝胶微球材料的制备.无机化学学报,2006,22(9):1740-1744.），制备工艺如下：将10mL的硅溶胶，4mL硝酸水溶液（5wt%）和16mL乙醇混合后搅拌，直至形成均匀溶液。然后将25mL上述混合液滴加到由100mL正庚烷，5mL正丁醇和0.07g非离子表面活性剂（吐温85与司班80，二者质量比为0.10）所组成的油相中搅拌30min，滴加4mL氨水（5wt%），这时微球状的SiO2凝胶粒子会在烧瓶底部析出，然后进行固液分离。将SiO2凝胶微球用丙酮洗涤多次，然后在60℃下以乙醇中浸泡以交换出残留溶剂。然后用正硅酸乙酯的乙醇溶液（正硅酸乙酯:乙醇＝1:3体积比）在60℃下浸泡；最后用乙醇溶液浸泡以替换残余的正硅酸乙酯。将经过上述处理的凝胶微球于70℃下常压干燥，即得到SiO2气凝胶微球。
其它原料均为市售工业级产品。
实施例2：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:22:0.35的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:22:0.087质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为70℃下反应20h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按1℃·min-1的升温速率加热至180℃煅烧18h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于50℃干燥10h得到单斜相介孔钒酸铋。
实施例3：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:15:0.5的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:15:0.125质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为80℃下反应12h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按2℃·min-1的升温速率加热至200℃煅烧12h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于60℃干燥8h得到单斜相介孔钒酸铋。
实施例4：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:11:0.7的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:11:0.17质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为90℃下反应10h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按5℃·min-1的升温速率加热至240℃煅烧8h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于70℃干燥6h得到单斜相介孔钒酸铋。
实施例5：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:11:0.8的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:11:0.2质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为100℃下反应8h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按8℃·min-1的升温速率加热至300℃煅烧4h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于80℃干燥4h得到单斜相介孔钒酸铋。
实施例6：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:2.8:1的质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液。量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:2.8:0.25质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液。
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵和硝酸铋的质量份数比为1:4。先将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后在容器中缓慢滴加偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中二氧化硅气凝胶微球和硝酸铋的质量份数比为1:4，在温度为110℃下反应6h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按10℃·min-1的升温速率加热至400℃煅烧2h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物。
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液和二氧化硅气凝胶微球的质量份数为1.5：1。然后分别用水、乙醇洗涤，于100℃干燥2h得到单斜相介孔钒酸铋。
用比表面积及孔径分析仪测试分析表明，上述实施例1-6中所得单斜相介孔钒酸铋中孔径分布均在10~20纳米之间。
称取上述实施例1-6中所得单斜相介孔钒酸铋50mg，置于50mL浓度为2×10-5mol/L罗丹明B溶液的比色管中，采用400W金卤灯作为光源（λ>400nm）。在光催化反应开始前，避光磁力搅拌，进行暗反应0.5h，达到罗丹明B与单斜相介孔钒酸铋间的吸附平衡。测试分析表明，在可见光光照150min后，降解率均高达90%以上。
Claims (1)
1.一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法，其特征在于：
第一步，硝酸铋溶液和偏钒酸铵溶液的制备
按硝酸：乙醇：硝酸铋=1:2.8~28:0.2~1质量份数量取，超声30min得到硝酸铋溶液；量取硝酸：乙醇：偏钒酸铵=1:2.8~28:0.05~0.25质量份数，超声10min得到偏钒酸铵溶液；
第二步，钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球复合物的制备
将偏钒酸铵溶液缓慢滴加至硝酸铋溶液中，得到偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液，其中偏钒酸铵:硝酸铋=1:4质量份数；将二氧化硅气凝胶微球置于容器中抽真空，然后将偏钒酸铵与硝酸铋的混合溶液缓慢滴加到容器中，其中二氧化硅气凝胶微球:硝酸铋=1:4质量份数，在温度为60~110℃下反应6~24h，得到四方相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物；将该复合物放在管式炉中，空气气氛，按0.5~10℃·min-1的升温速率加热至160~400℃煅烧2~24h，自然降温至室温后，制得单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物；
第三步，介孔钒酸铋的制备
将单斜相钒酸铋与二氧化硅气凝胶微球的复合物置于2mol/L氢氧化钠溶液中浸泡24h，除去二氧化硅气凝胶微球模板，其中氢氧化钠溶液:二氧化硅气凝胶微球=1.5：1质量份数；然后依次分别用水、乙醇洗涤，于40~100℃干燥2~12h得到单斜相介孔钒酸铋；
上述所用的二氧化硅气凝胶微球为自制材料；
其它原料均为市售工业级产品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104292508A CN102992402A (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104292508A CN102992402A (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102992402A true CN102992402A (zh) | 2013-03-27 |
Family
ID=47921608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104292508A Pending CN102992402A (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102992402A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105032396A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-11 | 咸阳师范学院 | 一种微球状钒酸铋光催化材料的制备方法 |
| CN105688889A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-22 | 江苏大学 | 一种钒酸铋空心微球的制备方法 |
| CN110639533A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-03 | 盐城工学院 | 一种铜/改性钒酸铋复合光催化材料、制备方法及应用 |
| CN112619636A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-09 | 广州大学 | 一种量子尺寸钒酸铋纳米颗粒的制备方法以及应用 |
| CN113788590A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-14 | 郝冬亮 | 一种高效环保污水处理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101746825A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-23 | 北京工业大学 | 一种制备橄榄球状介孔BiVO4的有机溶剂-水热法 |
-
2012
- 2012-10-31 CN CN2012104292508A patent/CN102992402A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101746825A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-23 | 北京工业大学 | 一种制备橄榄球状介孔BiVO4的有机溶剂-水热法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUISHENG LI ET AL.: "Ordered Mesoporous BiVO4 through Nanocastiong: A Superior Visible Light-Driven Photocatalyst", 《CHEM. MATER.》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105032396A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-11 | 咸阳师范学院 | 一种微球状钒酸铋光催化材料的制备方法 |
| CN105688889A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-22 | 江苏大学 | 一种钒酸铋空心微球的制备方法 |
| CN110639533A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-03 | 盐城工学院 | 一种铜/改性钒酸铋复合光催化材料、制备方法及应用 |
| CN110639533B (zh) * | 2019-10-22 | 2022-05-17 | 盐城工学院 | 一种铜/改性钒酸铋复合光催化材料、制备方法及应用 |
| CN112619636A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-09 | 广州大学 | 一种量子尺寸钒酸铋纳米颗粒的制备方法以及应用 |
| CN113788590A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-14 | 郝冬亮 | 一种高效环保污水处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104588063B (zh) | 凹凸棒土/石墨相氮化碳复合材料及其制备方法 | |
| CN103240130A (zh) | 光催化分解水用TiO2/MIL-101复合催化剂及制备方法和应用 | |
| CN103506142B (zh) | 一种二硫化钼/磷酸银复合可见光光催化材料及其制备方法 | |
| CN102910673A (zh) | 一种BiOCl微花纳米光催化材料的制备方法 | |
| CN110433737A (zh) | 一种多功能生物质基复合水凝胶的制备方法及其应用 | |
| CN104707542A (zh) | 一种光催化剂/SiO2复合气凝胶材料及其制备方法 | |
| CN102992402A (zh) | 一种模板法合成单斜相介孔钒酸铋的方法 | |
| CN106824291A (zh) | 一种钼酸铋‑金属有机骨架复合光催化剂及其制备与应用 | |
| CN105435764B (zh) | 一种复合型介孔光催化剂及其制备方法 | |
| CN106807361A (zh) | 一种铋‑无定型钨酸铋‑三氧化二铋三元有机复合光催化剂及制备方法 | |
| CN103785429B (zh) | 一种磷酸银/石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及制备方法 | |
| CN105148944B (zh) | 一种可见光催化剂及制备方法 | |
| CN101947439B (zh) | 一种室内空气净化剂及其制备方法 | |
| CN104624211A (zh) | 一种可见光响应的复合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN101433834A (zh) | 一种铌酸盐光催化剂的制备方法 | |
| CN105396619A (zh) | 一种MIL-100（Fe）复合磷酸银光催化剂及制备与应用 | |
| CN106111107B (zh) | 一种二氧化钛掺杂的氧化锌纳米片催化剂 | |
| CN103127924B (zh) | TiO2-SiO2可见光复合光催化剂的制备方法 | |
| CN104724815B (zh) | 利用MnOx/SBA‑15–PMS复合体系高效快速去除安替比邻的方法及应用 | |
| CN115121257A (zh) | 一种铜掺杂氧化锌纳米棒、制备方法及其在压电-光催化去除有机污染物中的应用 | |
| CN102794188A (zh) | 一种PtCl4/Bi2WO6光催化剂及其制备和应用 | |
| CN102764666B (zh) | 一种氮铈共掺二氧化钛空心球光催化剂及其制备方法 | |
| CN105170144A (zh) | 锆、银共掺杂的纳米二氧化钛可见光光催化剂 | |
| CN104826639B (zh) | 磷酸银/还原石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及制备方法 | |
| CN103011287A (zh) | 焦钒酸锌中空微球的制备及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130327 |