一种软铋矿相Bi25VO40立方块及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种软铋矿相Bi25VO40立方块及其合成方法，合成方法包括：将可溶性铋盐、络合剂、NH4VO3、表面活性剂、矿化试剂加入去离子水中形成反应液，其中，可溶性铋盐的浓度为0.04-0.08mol/L，络合剂与可溶性铋盐的摩尔比为2-3:1，NH4VO3与可溶性铋盐的摩尔比为1:12-25，矿化试剂与可溶性铋盐的摩尔比为6-10:1，表面活性剂的浓度为10-20g/L；将反应液进行水热反应，反应结束后得到。本发明专利技术中的软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，成本低，操作简单，得到的软铋矿相Bi25VO40立方块纯度高，分散性好，尺寸均一，对4-硝基苯酚的催化转化具有较高的活性和选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种软铋矿相Bi25VO40立方块及其合成方法
本专利技术涉及软铋矿相材料
，尤其涉及一种软铋矿相Bi25VO40立方块及其合成方法。
技术介绍
软铋矿材料是具有非中心对称的立方晶体，具有各向异性，晶体结构中存在大量的氧空位和离子空位。研究表明，此类材料具有独特的光学、电学性能，因而引起广泛的研究兴趣。4-氨基苯酚是一种重要的工业原料或中间体，在医药、化学染料工业等领域具有极其重要的应用价值。例如，4-氨基苯酚可以用来合成一些常见的止痛和退热药物，包括：扑热息痛，乙酰苯胺，非那西汀等。为了满足日益增长的工业需要，科研工作者探究尝试用各种方法来制备合成4-氨基苯酚。研究发现，直接催化4-硝基苯酚还原成4-氨基苯酚是一种成本有效，可易生成，操作简便，绿色，可持续的制备方法。然而，目前已报道的能够催化还原4-硝基苯酚的材料主要局限在金属基催化剂材料，特别是一些贵金属基材料。因此，寻找一种具有高效催化活性和优异选择性的催化还原4-硝基苯酚氢化作用的催化剂在实验室研究和工业生产仍是一个很大的挑战。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种软铋矿相Bi25VO40立方块及其合成方法，该合成方法成本低，操作简单，得到的软铋矿相Bi25VO40立方块纯度高，分散性好，尺寸均一，晶型易于控制，能用于高效催化还原4-硝基苯酚生成4-氨基苯酚。本专利技术提出的一种软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将可溶性铋盐、络合剂、NH4VO3、表面活性剂、矿化试剂加入去离子水中搅拌均匀后形成反应液，其中，反应液中，可溶性铋盐的浓度为0.04-0.08mol/L，络合剂与可溶性铋盐的摩尔比为2-3:1，NH4VO3与可溶性铋盐的摩尔比为1:12-25，矿化试剂与可溶性铋盐的摩尔比为6-10:1，表面活性剂的浓度为10-20g/L；将反应液置于水热反应装置中，在120-180℃下进行水热反应2-24h，反应结束后经冷却、洗涤、干燥得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。优选地，所述可溶性铋盐为硝酸铋、柠檬酸铋铵中的一种或者两种的混合物。优选地，所述可溶性铋盐为硝酸铋。优选地，所述络合剂为柠檬酸三钠、酒石酸钠、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或者多种的混合物。优选地，所述络合剂为柠檬酸三钠。优选地，所述表面活性剂为聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者多种的混合物。优选地，所述表面活性剂为聚丙烯酰胺。优选地，所述矿化试剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或者两种的混合物。优选地，所述软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将可溶性铋盐、络合剂、NH4VO3、表面活性剂、矿化试剂加入去离子水中搅拌均匀后形成反应液，其中，反应液中，可溶性铋盐的浓度为0.04mol/L，络合剂与可溶性铋盐的摩尔比为2:1，NH4VO3与可溶性铋盐的摩尔比为1:12，矿化试剂与可溶性铋盐的摩尔比为6.25:1，表面活性剂的浓度为10g/L；将反应液置于水热反应装置中，在150℃下进行水热反应2h，反应结束后经冷却、洗涤、干燥得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。优选地，所述软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将0.0012mol硝酸铋、0.0024mol柠檬酸三钠、0.0001molNH4VO3、0.3g聚丙烯酰胺、0.0075mol氢氧化钠加入30ml去离子水中搅拌均匀后形成反应液；将反应液置于水热反应装置中，在150℃下进行水热反应2h，反应结束后经自然冷却、洗涤、干燥得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。本专利技术还提出的一种软铋矿相Bi25VO40立方块，采用所述软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法制备而成。本专利技术中，以可溶性铋盐为铋源，以偏钒酸铵为钒源，在合适的矿化试剂、络合剂、表面活性剂的作用下进行水热反应，通过控制反应的参数，合成了单分散的软铋矿相Bi25VO40立方块；所述铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法成本低，操作简单，得到的软铋矿相Bi25VO40立方块分散性好，尺寸均一，晶型易于控制，能用于催化还原4-硝基苯酚生成4-氨基苯酚，且催化活性高，选择性好。附图说明图1为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块的X射线衍射花样；图2为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块中Bi4f的高分辨图谱；图3为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块中V2p的高分辨图谱；图4为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块中O1s的高分辨图谱；图5为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块在不同放大倍数下的SEM照片；图6为4-硝基苯酚水溶液、4-硝基苯酚和NaBH4混液、及本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块的水溶液的紫外吸收光谱；图7为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块催化4-硝基苯酚的紫外吸收光谱。图8为本专利技术实施例1合成的软铋矿相Bi25VO40立方块的用量与催化4-硝基苯酚的活性的关系图。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将0.0012mol硝酸铋、0.0024mol柠檬酸三钠、0.0001molNH4VO3、0.3g聚丙烯酰胺、0.0075mol氢氧化钠加入30ml去离子水中搅拌均匀后形成反应液；将反应液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜内，在150℃下进行水热反应2h，反应结束后自然冷却至室温，过滤后将滤饼洗涤3次，在80℃下干燥6h得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。实施例2本专利技术提出的软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将0.0012mol柠檬酸铋铵、0.0024mol酒石酸钠、0.0001molNH4VO3、0.3g聚乙烯醇、0.0075mol氢氧化钾加入30ml去离子水中搅拌均匀后形成反应液；将反应液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜内，在150℃下进行水热反应2h，反应结束后自然冷却至室温，过滤后将滤饼洗涤4次，在80℃下干燥7h得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。实施例3本专利技术提出的软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将0.0012mol硝酸铋、0.0012mol柠檬酸铋铵、0.0072mol酒石酸钾钠、0.000096molNH4VO3、0.3g聚丙烯酰胺、0.3g聚乙烯吡咯烷酮、0.0144mol氢氧化钠加入30ml去离子水中搅拌均匀后形成反应液；将反应液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜内，在120℃下进行水热反应24h，反应结束后经自然冷却至室温、过滤、洗涤、干燥得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。实施例4本专利技术提出的软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，包括以下步骤：将0.002mol柠檬酸铋铵、0.005mol酒石酸钠、0.0001molNH4VO3、0.5g聚丙烯酰胺、0.005mol氢氧化钠、0.015mol氢氧化钾加入30ml去离子水中搅拌均匀后形成反应液；将反应液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜内，在180℃下进行水热反应2h，反应结束后自然冷却至室温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将可溶性铋盐、络合剂、NH4VO3、表面活性剂、矿化试剂加入去离子水中搅拌均匀后形成反应液，其中，反应液中，可溶性铋盐的浓度为0.04‑0.08mol/L，络合剂与可溶性铋盐的摩尔比为2‑3:1，NH4VO3与可溶性铋盐的摩尔比为1:12‑25，矿化试剂与可溶性铋盐的摩尔比为6‑10:1，表面活性剂的浓度为10‑20g/L；将反应液置于水热反应装置中，在120‑180℃下进行水热反应2‑24h，反应结束后经冷却、洗涤、干燥得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块。

【技术特征摘要】
1.一种软铋矿相Bi25VO40立方块的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将可溶性铋盐、络合剂、NH4VO3、表面活性剂、矿化试剂加入去离子水中搅拌均匀后形成反应液，其中，反应液中，可溶性铋盐的浓度为0.04-0.08mol/L，络合剂与可溶性铋盐的摩尔比为2-3:1，NH4VO3与可溶性铋盐的摩尔比为1:12-25，矿化试剂与可溶性铋盐的摩尔比为6-10:1，表面活性剂的浓度为10-20g/L；将反应液置于水热反应装置中，在120-180℃下进行水热反应2-24h，反应结束后经冷却、洗涤、干燥得到所述软铋矿相Bi25VO40立方块；所述可溶性铋盐为柠檬酸铋铵；所述络合剂为酒石酸钠、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或者多种的混合物；所述表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，胡劲松，黄新华，潘成岭，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34