一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体及其制备和应用制造技术

技术编号:19694887 阅读:26 留言:0更新日期:2018-12-08 11:57
本发明专利技术属于光催化功能材料领域,尤其涉及一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体及其制备和应用。该杀菌纳米阵列钒酸铋粉体通式为:(BiVO4)x/(CdS)y,0

【技术实现步骤摘要】
一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体及其制备和应用
本专利技术属于光催化功能材料领域,尤其涉及一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体及其制备和应用技术。
技术介绍
水作为一种人类赖以生存、生产和生活最重要的物质,水体质量和水体净化的问题,直接影响到国家经济和国民的日常生产和生活。未经处理的染料废水直接排入江河湖海,会严重污染地表水资源和地下水资源,不仅使可用水资源越来越少,并且还造成大量水生生物的畸形和死亡。因此,应当快速研究能够有效降解废水中染料的高新技术。钒酸铋(BiVO4)由于其独特的性质,如优异的可见光响应,低能带隙,形貌多样以及相对高的光催化水分解活性而引起人们极大的兴趣,并且可用于降解有机化合物,细菌灭活等。但是由于其电子-空穴对的分离能力差及可见光利用率低,导致了其较弱的光催化能力。为此,人们采取控制形态,金属和非金属元素掺杂,构建半导体异质结等来改善其光催化性能。例如,周等人[1]([1]BiVO4nanowiresdecoratedwithCdSnanoparticlesasZ-schemephotocatalystwithenhancedH2generation)V2O5和Na2SO4水热制备的Na2V6O16·3H2O纳米线与Bi(NO3)3·5H2O混合进行溶剂热制备出BiVO4纳米线。用Na2S·9H2O和Cd(Ac)2·2H2O水热法制备CdS纳米颗粒。最后将BiVO4纳米线与CdS纳米颗粒在乙二醇中超声分散,并且用乙二醇溶剂热制备1DCdS/BiVO4纳米线。邹等人[2]([2]HighEfficientPhotodegradationandPhotocatalyticHydrogenProductionofCdS/BiVO4HeterostructurethroughZ-schemeProcess)Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3在pH=6.5的条件下溶剂热法制备出BiVO4纳米片,然后与Cd(CH3COO)2和硫脲混合,在加热加热的条件下制备出CdS/BiVO4异质结。前人在制备过程中,主要工作体现在形貌、性能与制备方法上,没有从根本上解决界面电子流向及光声电子分离与复合的控制。因此,研制一种可控制的纳米阵列钒酸铋粉体及其制备和应用成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提供了一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备及应用。该粉体光催化效率高,同时具有杀菌功能,制备方法简单,是一种新型光催化、杀菌纳米材料。为了实现上述目标,本专利技术提供的一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体,其通式为:(BiVO4)x/(CdS)y,0<x:y<1。优选的,所述粉体的化学式为:(BiVO4)x/(CdS)y,x:y=2:3。一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备方法,包括如下步骤:步骤1、将Bi的可溶性盐溶于一定量的乙二醇溶液中,加入0.1gCTAB(十六烷基三甲基溴化铵),搅拌得到溶液A;步骤2、将一定量的NH4VO3溶解于去离子水中,磁力搅拌,放入索氏提取器的提取管中,将溶液A缓慢倒入索氏提取器上端的烧瓶中,(80-100℃)回流0.5-1小时,冷却得到溶液B;步骤3、将Cd的可溶性盐溶于去离子水中,在超声条件下将上述溶液滴入溶液B中,保持超声0.5-1小时,后滴加Na2S溶液并保持超声0.5-1小时,添加一定量的分散剂,进行抽滤处理后,得到沉淀C;步骤4、将沉淀C放入烘箱中烘干处理;步骤5、将烘干后的沉淀物放入马弗炉中煅烧,保温,得到纳米阵列钒酸铋粉体。所述步骤(1)中,Bi的可溶性盐为氯化盐、醋酸盐、硝酸盐、磷酸盐等中的一种。乙二醇溶液的用量为Bi可溶性盐摩尔用量的10-20倍。所述步骤(2)中,搅拌转速为500r/min-800r/min。所述步骤(2)中NH4VO3的用量与Bi盐的摩尔用量比为1:1;去离子水的用量为Bi可溶性盐摩尔用量的10-30倍。所述步骤(3)中去离子水的用量为Cd可溶性盐摩尔用量的10-20倍。Cd2+:S2-=1:1;分散剂为丁二酮肟,分散剂的用量为Cd可溶性盐摩尔用量的0.2-0.5倍。所述步骤(4)中烘干温度为70-90℃,烘干时间为1-2h。所述步骤(5)的煅烧温度为400-500℃,保温1-2小时。杀菌纳米阵列钒酸铋粉体作为制备有机物降解剂或杀菌剂的应用。与现有技术相比,本专利技术的有益效果。本专利技术制备的纳米阵列钒酸铋粉体,形貌独特,有效解决了界面电子流向及光声电子分离与复合,有优异的可见光响应,粉体纯度高、催化性能好。本专利技术着重进行晶面控制及设计,使其在不同条件下裸露不同晶面,控制其定向生长,使其具有更高的反应活性。并且,在对杀菌性能上进行实践及调控,使其具有多种功效,满足环境保护的需要。本专利技术通过分散剂CTAB的添加,同时采用索氏提取器进行提取制备,在高温下(80-100℃)进行反应,通过加入CTAB,控制回流时间,使得CTAB在BiVO4表面吸附程度发生变化,该变化抑制了(010)、(101)面的生长,使得(010)、(101)面得以保留,精确控制了样品的形貌,控制其在不同条件下向不同晶面进行定向生长,使其具有更高的反应活性。本专利技术的光催化剂纳米阵列粉体对罗丹明B有较明显的催化作用。本专利技术还提供了一种纳米阵列钒酸铋粉体的制备方法,制备工艺简单易操作,煅烧温度低,条件温和易控制,制备得到的样品性能优良,成本低,适合大规模生产。并且可用于降解有机化合物,细菌灭活等。附图说明图1是实施例1制备样品的XRD图谱;图2是实施例2制备样品的SEM图谱;图3是实施例3制备样品的SEM图谱;图4是实施例4制备样品对罗丹明B的光催化降解图;图5是实施例5细菌实验的数据图;图6是对比例1制备样品的SEM图谱;图7是对比例2制备样品的SEM图谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细的说明。实施例1一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体,其通式为:(BiVO4)x/(CdS)y,0<x:y<1。所述一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备方法,包括以下步骤:步骤1:称取0.6mmol硝酸铋溶于一定量的乙二醇的溶液中(乙二醇的体积用量为硝酸铋摩尔量的20倍),加入0.1gCATB,搅拌得到溶液A;步骤2:称取0.6mmolNH4VO3溶解于去离子水中(去离子水的体积用量为硝酸铋摩尔量的15倍),500r/min搅拌0.5h,将溶解的液体放入索氏提取器的提取管中。将溶液A缓慢倒入索氏提取器上端的烧瓶中,100℃回流0.5小时,冷却得到溶液B。步骤3:称取0.9mmol硝酸镉溶于去离子水中,(去离子水的体积用量为硝酸镉摩尔量的10倍),将上述溶液滴入溶液B中,保持超声30分钟,后滴加Na2S溶液并保持超声1小时,添加0.18mmol丁二酮肟分散剂,进行抽滤处理后,得到沉淀C;步骤4、将沉淀C放入烘箱中,在70℃下烘干2h;将烘干后的沉淀物放入马弗炉中450℃煅烧,保温1h,得到纳米阵列钒酸铋粉体。所得粉体的XRD图谱如图1所示,可见制备的粉体较为纯净。实施例2一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体,其通式为:(BiVO4)x/(CdS)y,0<x:y<1。所述一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备及应用,其特征在于,该粉体的通式为:(BiVO4)x/(CdS)y, 0

【技术特征摘要】
1.一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备及应用,其特征在于,该粉体的通式为:(BiVO4)x/(CdS)y,0<x:y<1。2.一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备及应用,其特征在于,该粉体的通式为:(BiVO4)x/(CdS)y,x:y=2:3。3.如权利要求1所述的一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、将Bi的可溶性盐溶于一定量的乙二醇溶液中,加入0.1gCTAB(,搅拌得到溶液A;步骤2、将一定量的NH4VO3溶解于去离子水中,磁力搅拌,放入索氏提取器的提取管中,将溶液A缓慢倒入索氏提取器上端的烧瓶中,(80-100℃)回流0.5-1小时,冷却得到溶液B;步骤3、将Cd的可溶性盐溶于去离子水中,在超声条件下将上述溶液滴入溶液B中,保持超声0.5-1小时,后滴加Na2S溶液并保持超声0.5-1小时,添加一定量的分散剂,进行抽滤处理后,得到沉淀C;步骤4、将沉淀C放入烘箱中烘干处理;步骤5、将烘干后的沉淀物放入马弗炉中煅烧,保温,得到纳米阵列钒酸铋粉体。4.如权利要求3所述的一种用于杀菌纳米阵列钒酸铋粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中Bi的可溶性盐为氯化盐、醋酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭瑞刘宣文苏娜闫爱国李婷婷董佳鑫
申请(专利权)人:东北大学秦皇岛分校
类型:发明
国别省市:河北,13

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1