介绍一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料、制备方法及其应用与流程

这里写的介绍一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料、制备方法及其应用与流程,下面小编就来详细介绍一下

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本发明涉及光催化材料技术领域,特别涉及一种制备可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料的方法及其应用。



背景技术:

半导体光催化是一种清洁能源的高效利用技术,在光解水制氢、二氧化碳转化、空气净化和水降解处理等方面均有应用,有望解决世界能源短缺和环境污染问题。由于我国铋产量丰富,铋族光催化剂具有较高的光催化效率,引起了研究人员的广泛关注。钒酸铋(bivo4)的禁带宽度为2.3-2.4ev,可在可见光下分解水和降解污染物,具有光响应范围宽、低碳环保、无毒的特点。但由于光生电子和空穴容易复合,量子效率低,光降解效率受到限制。因此,开发具有高的光生载流子分离效率,宽范围的可见光响应和低成本的bivo4基复合材料仍然是巨大的兴趣和挑战。

单一半导体材料的性能和应用一般具有较大的局限性,不能满足实际生产的各种需求。通过在其表面加载金属或金属氧化物,如v2o5/bivo4、cu/bivo4、ceo2/bivo4等,在材料内部形成内建电场促进光生载流子的分离,从而提高光催化活性。

最近,贵金属光催化剂成为当前研究热点,例如au/tio2、tio2/ag-ag2s等,利用贵金属的等离子共振(spr)效应,能够提高其载流子传输速率,抑制光生电子-空穴复合,达到更优的光能到化学能转化的目的。

虽然这些措施能够有效改善光催化活性,但在光催化水处理的应用过程中纳米复合粉末很难回收,将导致二次污染并限制其实际应用。因此,如何确保光催化剂稳定作用,减少回收困难,成为当前亟待解决的问题。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种制备可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料的方法及其应用,可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料以廉价易得的生物材料为基底,表现出柔性、可弯曲性,即使长时间折叠或反复弯曲也无需担心材料损坏,也可根据不同的使用环境进行裁剪,具有光响应范围宽、可回收利用、循环性能好、成本低廉的优势,能够实现资源的可持续发展及循环利用。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

一种制备可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料的方法,包括以下步骤:将棉织物在多巴胺溶液(pda)中进行预处理,并浸入一定浓度的agno3溶液中,室温下搅拌3h,经水洗、干燥后得到ag/棉织物复合材料。将一定摩尔量的bi(no3)3·5h2o溶解在甘油中;将一定摩尔量navo3·2h2o溶解在去离子水中;混合前述溶液并转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h;经离心、水洗、醇洗,60℃烘干4h,得到bivo4粉末。将ag/棉织物置于上述bivo4的水溶液中,超声分散一定时间后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

步骤一:

将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

步骤二:

将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

步骤三:

将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

步骤四:

将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

步骤五:

将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶于16ml甘油得到前驱体溶液c;

将0.4mmolnavo3·2h2o溶于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

步骤六:

将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h后得到合成产物c;

步骤七:

将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

步骤八:

将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

步骤九:

将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所述步骤一中调节ph范围为7.0~9.0。

所述步骤二中浸渍时间范围为6~48h。

所述步骤三中agno3质量范围为0.05~0.4g。

所述步骤四中搅拌时间范围为1h~12h。

所述步骤八中产物d质量范围为0.05~0.4g。

所述步骤九中搅拌时间范围为1h~12h。

可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料应用于光催化技术,如污染物降解、光分解水等。以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

本发明的有益效果:

本发明采用生物模板浸渍法,利用生物模板pda的强还原性,制备出可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料,表现出柔性、可弯曲性,即使长时间折叠或反复弯曲也无需担心材料损坏,具有电荷分离率高、光吸收范围广、光催化活性高、降解速率快、水解能力强的优势。

贵金属纳米颗粒能够有效传递电子,抑制光生电子-空穴的复合,同时,其表面等离子体共振效应(spr)有利于吸收可见光,使光催化效果显著提升。

由于新的生物模板方法的迅速发展,聚多巴胺材料(pda)具有较强的附着力和还原性,可在室温下将金属前体盐还原为相应的金属元素。因此,可在室温下用pda为模板直接还原ag+,从而均匀制备ag纳米颗粒,制备过程简单环保。

另外,在实际应用中必须解决光催化剂的回收和再利用的问题,因此光催化剂应固定在某些基底上,例如织物,纤维和塑料等。纺织品廉价易得,具有优异的物理和机械性能,丰富的多孔结构可以促进染料分子的吸收,并方便光催化剂的回收利用,解决了粉末状催化剂回收难的现状。

附图说明

图1为可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料的制备流程图及样品示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例2

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为7,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例3

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为9,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例4

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中6h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例5

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中48h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例6

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.05gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例7

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.4gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例8

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例9

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌12h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例10

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.05g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例11

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.4g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例12

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌12h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例13

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中12h,得到产物a;

(3)将0.2gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌6h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.2g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌6h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例14

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为7.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.15gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌1h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

实施例15

(1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为8.5,得到溶液a;

(2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中24h,得到产物a;

(3)将0.1gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

(4)将产物a置于溶液b中搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

(5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶解于16ml甘油得到前驱体溶液c;将0.4mmolnavo3·2h2o溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

(6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h得到合成产物c;

(7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

(8)将0.1g产物d溶于100ml水中,得到溶液e;

(9)将产物b浸渍于溶液e中,搅拌3h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

所得可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下:

以300w的xe灯为光源,用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明b(rhb)溶液并加入催化剂。在光照前,在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后,每隔固定20min从反应容器中取4ml样品,用紫外-可见分光光度计测定rhb的吸光度,根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。

参见图1,图1为可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料的制备流程图及样品示意图,即实施例1所制样品。通过将棉织物材料用pda进行预处理后,在agno3溶液中浸泡一定时间,得到ag/纺织布,将其在先前制备好的bivo4溶液中沉积一定时间后得到ag/bivo4/棉织物。通过将样品对折180°、卷曲360°或者任意角度,样品不受到损坏,表现出优异的柔性和可弯曲性。

由以上实施例可以看出本发明提供的一种制备可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料制备方法步骤简单,制备的可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料光响应范围增大、载流子分离率提高,作为光催化材料具有催化活性高、降解速率快、水解能力强的优势,为太阳能的高效利用提供新思路。

以棉织物为基底负载ag/bivo4的技术为解决bivo4的带隙问题和载流子复合问题提供了机遇,粗糙多孔的bivo4有助于吸附更多电子进行氧化还原反应,利用ag具有贵金属的spr效应,有效分离电荷。此外,利用ag和bivo4的协同作用,促进电荷分离效率,增强光吸收范围。以棉织物基底,丰富的多孔结构可以促进染料分子的吸收,廉价易得,制备方法简单,可根据实际使用情况任意裁剪,并方便光催化剂的回收利用,解决了现存粉末状催化剂回收难的现状。制备可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料是解决光催化材料电子-空穴极易复合、粉末催化剂回收困难、实现可持续发展的有效方法和可靠途径。


技术特征:

1.一种可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

将经聚多巴胺预处理的棉织物在agno3溶液中浸渍,均匀制备ag纳米颗粒;在将前述产物在bivo4分散体中浸渍,得到一种可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,经聚多巴胺预处理的棉织物由棉织物浸渍于ph为7~9的聚多巴胺预处理溶液得到。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,棉织物在聚多巴胺预处理溶液中浸渍时间为6~48h。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:将经聚多巴胺预处理的棉织物浸渍在含0.05g~0.4gagno3的水溶液中,搅拌1h~12h,得到ag/棉织物。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:将ag/棉织物浸渍在含0.05g~0.4gbivo4的水分散体中,搅拌1h~12h,得到ag/bivo4/棉织物。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,bivo4由包括以下步骤的方法得到:将分散有bi(no3)3和navo3的体系在120℃~200℃进行溶剂热反应6~12h,得到bivo4。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)将0.2g多巴胺溶于100ml水中,用1mol/lnaoh溶液调节ph为7.0~9.0,得到溶液a;

2)将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗;在室温下置于溶液a中浸渍6~48h,得到产物a;

3)将0.05~0.4gagno3溶于100ml水中得到溶液b;

4)将产物a置于溶液b中搅拌1h~12h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到产物b;

5)将0.4mmolbi(no3)3·5h2o溶于16ml甘油得到前驱体溶液c;

将0.4mmolnavo3·2h2o溶于16ml去离子水得到前驱体溶液d;

6)将溶液c加入溶液d并剧烈搅拌,得到溶液e;将溶液e转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中,180℃保持8h后得到合成产物c;

7)将溶剂热合成产物c经过10000rpm离心分离,去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干4h后得到产物d;

8)将0.05~0.4g产物d溶于100ml水中,得到分散体e;

9)将产物b浸渍于分散体e中,搅拌1h~12h,经过去离子水和乙醇洗涤,60℃烘干3h后得到可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

8.权利要求1-7任一项所述方法得到的可回收柔性ag/bivo4/棉织物复合光催化材料。

9.权利要求8所述的材料用于光催化降解污染物或光催化产氧的应用。

技术总结
一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料、制备方法及其应用。可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备方法,包括:将棉织物在多巴胺溶液(PDA)中进行预处理,浸入AgNO3溶液中,室温下搅拌3 h,经水洗、干燥得到Ag/棉织物复合材料。将Bi(NO3)3·5 H2O溶解在甘油中;将NaVO3·2 H2O溶解在去离子水中;高压釜180℃保持8 h;经离心、水洗、醇洗、烘干后得到BiVO4粉末。将Ag/棉织物置于上述BiVO4的水溶液中,搅拌得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。本发明以生物材料为基底,表现出柔性、可弯曲性,光响应范围宽、可回收利用、成本低廉,有效解决现存粉末光催化剂难以分离、回收的问题,实现资源的可持续发展。

技术研发人员:杨艳玲;毕雅欣;陈志刚;朱建锋;陈华军;锁国权;冯雷;叶晓慧;张荔;侯小江;邹鑫鑫;和茹梅;孙瑜
受保护的技术使用者:陕西科技大学
技术研发日:2020.03.25
技术公布日:2020.06.26

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