CN104148051B - 钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法，包括以下步骤：（1）将0.05‑0.4g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃恒温培养1h得到酵母溶液；（2）将30mL含1mmol Bi(NO3)3·5H2O的溶液边搅拌边滴加至上述酵母溶液中，并搅拌3h，再逐滴加入30mL含1mmol NH4VO3的水溶液，并搅拌1h；（3）用氨水调节体系pH=3‑9，再搅拌1h后于室温下陈化48h；（4）离心分离，用水洗涤数次，最后用无水乙醇洗涤一次，在80℃真空干燥12h；（5）将干燥好的样品于400‑500℃煅烧4h，即制得钒酸铋纳米可见光催化剂。本发明避免了在有机溶剂中或者在有机试剂和水的混合溶剂中合成，是一种环境友好的合成方法，并且所制备的钒酸铋纳米可见光催化剂具有较高的可见光催化活性。

Description

钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法
技术领域
本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法。
背景技术
光催化降解污染物作为一项高级氧化技术，用于环境修复极具应用前景，也得到了越来越多的关注。而光催化剂是这项技术的核心。在众多的半导体光催化剂中，TiO2由于其生物惰性、强氧化性、低成本高效率、耐光腐蚀和化学腐蚀性以及强稳定性等特点被认为是最适合用于环境污染治理的光催化剂。但TiO2仍有一些自身难以克服的缺点，如太阳光利用率低，仅能吸收占太阳光总能量4%的紫外光，在可见光范围内几乎没有光响应。因此，开发新型的可见光催化剂成为光催化领域的一个重要研究方向。
近几年，一些铋系复合氧化物光催化剂受到人们的广泛关注，这是由于这类半导体光催化剂的带隙相对较窄，能够在可见光下激发生成光生载流子，并将污染物降解。1998年，kudo等（Catal. Lett. 1998, 53, 229-230.）报道了BiVO4可以作为一种具有可见光活性的新型光催化剂，采用的是高温固相烧结法。此后，人们又通过其它多种方法制备出BiVO4可见光催化材料。光催化剂的晶相结构、形貌尺寸等是影响其紫外光催化活性的主要因素，而这些又与其合成方法和制备条件有着密不可分的关系。纳米催化材料因其具有更大的比表面积，往往表现出更加优异的光催化活性。而通常的BiVO4制备的方法，如共沉淀法，水热法和固相法，较难制备出纳米颗粒的钒酸铋可见光催化材料，因此寻找一种简单、易于操作且环境友好的制备钒酸铋纳米可见光催化剂的方法很有意义。
发明内容
本发明的目的是提供了一种钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法，该方法简单易行，环境友好，所制得的钒酸铋纳米可见光催化剂具有较高的可见光催化活性。
本发明的技术方案为：钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将0.05-0.4g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃恒温培养1h得到酵母溶液；（2）将30mL含1mmol Bi(NO3)3·5H2O的溶液边搅拌边滴加至上述酵母溶液中，并搅拌3h，再逐滴加入30mL含1mmol NH4VO3的水溶液，并搅拌1h；（3）用氨水调节体系pH=3-9，再搅拌1h后于室温下陈化48h；（4）离心分离，用水洗涤数次，最后用无水乙醇洗涤一次，在80℃真空干燥12h；（5）将干燥好的样品于400-500℃煅烧4h，即制得钒酸铋纳米可见光催化剂。
本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）避免了在有机溶剂中或者在有机试剂和水的混合溶剂中合成，同时也避免了使用对环境有害的有机试剂，因而是一种环境友好的合成方法；（2）制备方法操作简便快速，所得钒酸铋可见光催化剂为纳米颗粒；（3）所制备的钒酸铋纳米可见光催化剂具有较高的可见光催化活性，高于P25和固相法制备的钒酸铋可见光催化剂的可见光催化活性。
附图说明
图1是本发明实施例2制得的钒酸铋纳米可见光催化剂的扫描电镜图，图2是本本发明实施例2制得的钒酸铋纳米可见光催化剂、固相合成法制备的钒酸铋可见光催化剂和P25对罗丹明B的降解曲线。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
将0.05g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃下恒温培养1h得到酵母溶液；然后将30mL含1mmol Bi(NO3)3·5H2O的溶液边搅拌边滴加至上述酵母溶液中，并搅拌3h，再逐滴加入30mL含1mmol NH4VO3的水溶液，并搅拌1h；然后用氨水调节体系pH=3，再搅拌1h后，放在室温下陈化48h；然后离心分离，用水洗涤数次，最后用无水乙醇洗涤一次，在80℃真空干燥12h；最后将干燥好的样品放入马弗炉中于400℃煅烧4h，即制得钒酸铋纳米可见光催化剂1。
实施例2
将0.2g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃下恒温培养1h得到酵母溶液；然后将30mL含1mmol Bi(NO3)3·5H2O的溶液边搅拌边滴加至上述酵母溶液中，并搅拌3h，再逐滴加入30mL含1mmol NH4VO3的水溶液，并搅拌1h；然后用氨水调节体系pH=9，再搅拌1h后，放在室温下陈化48h；然后离心分离，用水洗涤数次，最后用无水乙醇洗涤一次，在80℃真空干燥12h；最后将干燥好的样品放入马弗炉中于450℃煅烧4h，即制得钒酸铋纳米可见光催化剂2。图1是本实施例制得的钒酸铋纳米可见光催化剂的扫描电镜图，由图可以看出制得的钒酸铋纳米可见光催化剂为纳米颗粒，图2是本实施例制得的钒酸铋纳米可见光催化剂、固相合成法制备的钒酸铋可见光催化剂和P25对罗丹明B的降解曲线，由图可以看出在相同的条件下制备的钒酸铋纳米可见光催化剂对罗丹明B的降解速率明显高于固相合成法制备的钒酸铋可见光催化剂和P25，进而表明制得的钒酸铋纳米可见光催化剂具有较高的可见光催化活性。
实施例3
将0.4g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃下恒温培养1h得到酵母溶液；然后将30mL含1mmol Bi(NO3)3·5H2O的溶液边搅拌边滴加至上述酵母溶液中，并搅拌3h，再逐滴加入30mL含1mmol NH4VO3的水溶液，并搅拌1h；然后用氨水调节体系pH=7，再搅拌1h后，放在室温下陈化48h；然后离心分离，用水洗涤数次，最后用无水乙醇洗涤一次，在80℃真空干燥12h；最后将干燥好的样品放入马弗炉中于500℃煅烧4h，即制得钒酸铋纳米可见光催化剂3 。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围。

Claims (1)

1.钒酸铋纳米可见光催化剂的仿生合成方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将0.05-0.4g干酵母粉溶入100mL葡萄糖溶液中，在37℃恒温培养1h得到酵母溶液；（2）将30mL含1mmol Bi(NO3)3·5H2O的溶液边搅拌边滴加至上述酵母溶液中，并搅拌3h，再逐滴加入30mL含1mmol NH4VO3的水溶液，并搅拌1h；（3）用氨水调节体系pH=3-9，再搅拌1h后于室温下陈化48h；（4）离心分离，用水洗涤数次，最后用无水乙醇洗涤一次，在80℃真空干燥12h；（5）将干燥好的样品于400-500℃煅烧4h，即制得钒酸铋纳米可见光催化剂。
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