CN105478149B - 一种锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法，具体步骤为：（1）将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；（2）将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；（3）在搅拌条件下，将溶液X滴加到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=1‑9；（4）待pH稳定后，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。本发明制得的锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂吸收光谱范围宽，性能稳定，无毒、高效低廉，能够应用于难生物降解染料废水的降解，具有较强的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于可见光催化材料的合成技术领域，具体涉及一种锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法。
背景技术
有机染料废水主要来自纺织印染业，由于生产的流程长，废水中含有大量有机物，其碱度高、色泽深、难生物降解、臭味大、COD值比较高，其组份比较复杂，加大了废水的处理难度，染料大多是由机芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代以后生成 的芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化学物、联苯等多苯环取代化合物，生物毒性都较大，能致癌致畸致突变，严重污染环境，而且采用常规的生物处理去除效果不够理想。20世纪90年代以来，各国开始逐步发展重视半导体材料的环境性能，经过几年的发展，环境材料学应运而生。环境材料以具有无毒无害、可以再生利用、容易回收以及高的效率等优点，它在创造新的生产工艺、新的物质和新的产品等方面具有巨大潜能。半导体材料光催化氧化技术日趋受到关注，尤其在难生物降解污染物的去除方面表现出良好的应用前景，已成为国内外的研究热点。BiOCl是近年来发展起来的新型半导体光催化剂，它的能带结构与TiO2近似，但它的开放结构及独特光学性质，使其具有较高的光催化活性。但是，一种半导体材料的光催化性能不仅取决于光催化剂的固有性质，还与光源有重要的关系。通常，光催化剂只能被能量高于其带隙能的光子激发，光照越强，光催化性能越好。作为源源不断的可再生能源，太阳光是光催化的理想光源。从节约能源角度上来讲，开发具有太阳光响应的高效光催化剂很有必要。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种能够有效降解罗丹明B（RhB）染料废水的锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；（2）将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；（3）在搅拌条件下，将溶液X滴加到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=1-9；（4）待pH稳定后，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。
进一步限定，步骤（3）中用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=6。
本发明制得的锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂具有较好光吸收性能，而且具有可见光响应的光催化性能，在太阳光下具有高效降解罗丹明B染料废水的性能，其吸收光谱范围宽，性能稳定，无毒、高效低廉，能够应用于难生物降解染料废水的降解，具有较强的市场应用前景。
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1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=1，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为83.39%。
实施例2
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=2，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为79.51%。
实施例3
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=3，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为81.93%。
实施例4
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=4，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为82.16%。
实施例5
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=5，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为74.67%。
实施例6
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=6，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为99.81%。
实施例7
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=7，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为90%。
实施例8
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=8，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为79.76%。
实施例9
将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；将1mmol SnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；在搅拌作用下，将溶液X逐滴加入到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=9，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。经过3h自然太阳光照射，锡掺杂的氯氧化铋对RhB的脱色率为74.58%。
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内。
Claims (2)
1.一种锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将1mmol Bi(NO3)3·5H2O溶解于10mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中制得溶液X；（2）将1mmolSnCl2·2H2O在搅拌加热的条件下溶解于40mL摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中得到透明澄清溶液Y；（3）在搅拌条件下，将溶液X滴加到溶液Y中，继续搅拌30min，用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=1-9；（4）待pH稳定后，继续搅拌2h，过滤分离，用水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于60℃干燥5h制得锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂。
2.根据权利要求1所述的锡掺杂的氯氧化铋可见光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中用摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合体系的pH=6。
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| CN105478149A (zh) | 2016-04-13 |
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Granted publication date: 20180213 |