钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法，属于非金属矿物材料精加工技术领域。取一定量的硝酸铋、钨酸钠和凹凸棒土，加入到去离子水中搅拌；然后转移到反应釜中，水热反应，并保温；反应产物水洗和醇洗，烘干研磨，得钨酸铋/凹凸棒土复合材料Bi2WO6/ATP。本发明专利技术制备的Bi2WO6/ATP复合材料负载均匀，分散性好，原料易得，无需复杂的设备，重复性好，对燃料油品中的噻吩硫具有很高的光催化降解效果。

Method for preparing bismuth tungstate / attapulgite composite

The invention relates to a preparation method of bismuth tungstate / attapulgite composite material, belonging to the technical field of non-metallic mineral material finishing. Take a certain amount of bismuth nitrate, sodium tungstate and attapulgite, added in the deionized water and stirring; and then transferred to the reactor, hydrothermal reaction, and heat preservation; washing and alcohol reaction product washing, drying grinding to bismuth tungstate / Attapulgite Composites Bi2WO6/ATP. The Bi2WO6/ATP composite prepared by the invention has the advantages of uniform load, good dispersibility, easy availability of raw materials, no complicated equipment, good repeatability, and high photocatalytic degradation effect on thiophene sulfur in fuel oil.

【技术实现步骤摘要】
钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法
本专利技术涉及钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法，属于非金属矿物材料精加工

技术介绍
近年来，环境污染问题日益严重，能源紧缺问题也迫在眉睫。在面临上述两大危机的势态之下，人们展开了污染治理、保护环境的科学研究。以半导体为催化剂，利用太阳光催化氧化降解污染物质作为一种有效的治理污染方法，成为环境保护科学研究的一个热点。在如上的研究背景下，各国研究工作者开发出了多种半导体纳米材料，如TiO2、ZnO、α-Fe2O3等，用于污染物的治理。以TiO2为例，虽然纳米TiO2具有很高的稳定性、较强的光催化能力，无毒无污染等突出的优点。但是，由于二氧化钛禁带宽度为3.2ev，所以意味着TiO2只能吸收与之匹配的波长小于387nm的入射光子，光吸收仅限于紫外光区，此波段的光能量占照射到地面的太阳光的5％。可见光部分的比例占太阳能的45％，而实际到达地表的太阳辐射能量集中于460～500nm波长范围。因此如何高效地利用自然光进行光催化反应，开发能够被可见光激发的光催化剂正日益引起人们的兴趣。近年来，更多的研究工作者将研究的重点放在了寻找具有不同晶体形貌的双相金属氧化物上，通过拓展光吸收范围至可见光区，以开发新型光催化剂。最近的许多研究发现，钨酸铋(Bi2WO6)为层状结构，具有介电、发光、催化等特性，在很多相关领域有很好的应用前景。其独特的晶体与电子结构,表现出较高的光催化活性,特别是对可见光响应明显。此外，铋系半导体光催化材料还具有对难降解有机物高催化活性的独特优势。利用吸附性能优异的纳米粘土来固载半导体催化剂是目前解决催化剂的分散性和重复利用性的重要方法，将活性组分与大比表面积的粘土相结合已成为催化领域的一个重要发展方向。凹凸棒土(ATP)是一种低成本的天然矿物，微观上具有一维层链状纳米孔道结构，水分子和一定大小的有机物分子均可直接吸附在其孔道内，宏观上表现为大的比表面积和较强的吸附和离子交换性能，凹凸棒土可以作为一种优良的催化剂载体材料。近年来关于凹土与半导体复合的材料的报道较多，但是关于钨酸铋和凹土复合的文献目前还没见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法，该制备方法所得的Bi2WO6/ATP复合材料负载均匀，分散性好，原料易得，无需复杂的设备，重复性好，对燃料油品中的噻吩硫具有很高的光催化降解效果。本专利技术的技术解决方案是：取一定量的硝酸铋、钨酸钠和凹凸棒土，加入到去离子水中搅拌；然后转移到反应釜中，水热反应，并保温；反应产物水洗和醇洗，烘干研磨，得钨酸铋/凹凸棒土复合材料Bi2WO6/ATP。其中，硝酸铋和钨酸钠的摩尔比在1:3～1:7之间，凹凸棒土相对于钨酸铋的质量比为1:3～1:8。其中，水热反应温度为180～240℃，水热反应时间为16～24h。其中，水热反应后60～100℃保温12～24h。本专利技术的优点是：1、采用了一种较为简易的化学工艺制备出了负载较为均匀、分散性好的钨酸铋/凹凸棒石复合材料，无需复杂的设备，所用化学原料价格便宜，可重复性好，有很高的工业推广价值。2、凹凸棒土自身具有丰富的微孔结构和较大的比表面积，对有机物大分子有很好的原位吸附能力；凹凸棒土固载催化剂粉体，避免了催化剂粉体分离难、回收难等问题。3、本专利技术所制备的复合材料在太阳光照条件下即可催化降解有机污染物，充分利用太阳能，这类复合材料在汽油深度脱硫等方面具有很大的潜在应用价值。4、采用水热法一步制备钨酸铋/凹凸棒复合材料，反应过程中严格控制搅拌时间和温度，避免因为搅拌时间和温度的不同而导致副产物的产生，保证影响材料的光催化活性。5、一方面利用凹凸棒土优良的吸附能力，使催化剂与有机物迅速、充分接触；另一方面凹土里含有少量钙、镁、铁等离子，材料复合后，凹土里的杂质离子进入钨酸铋的晶格中，造成晶格的缺陷增多，促进了光生电子的转移，避免光生电子自身的复合，通过载体与活性组分之间的协同催化作用，进而在很大程度上增强复合材料的催化活性。6、以凹凸棒土、钨酸钠，硝酸铋为主要原料，采用水热法进行合成，通过优化凹凸棒土与硝酸铋和钨酸钠的质量比、水热温度及水热时间等工艺参数来控制钨酸铋/凹凸棒复合材料的形貌和分布状态，从而得到负载均匀、分散性好的产品。附图说明图1为实施例1的ATP、Bi2WO6和Bi2WO6/ATP(Bi2WO6/ATP=1/2)的XRD谱图；图2为实施例1的Bi2WO6/ATP(Bi2WO6/ATP=1/2)100nm标尺范围的TEM照片；图3为实施例1的Bi2WO6/ATP((Bi2WO6/ATP=1/2)对二苯并噻吩的降解曲线。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步详述，但不能理解为是对技术方案的限制。实施例1：首先称取0.17g的硝酸铋溶于50ml的去离子水，磁力搅拌30min，得到白色溶液；再向白色溶液中加入0.047g的钨酸钠，继续磁力搅拌30min混合得到白色混合溶液；向白色混合溶液中加入0.2g的凹凸棒土继续磁力搅拌10min，得到淡黄色浑浊溶液；将淡黄色浑浊溶液放入100ml聚四氟乙烯反应釜，180℃水热反应24h；反应结束后，反应釜中下层淡黄色沉淀，上层澄清溶液，60℃保温24h；将淡黄色沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤，80℃烘干，研磨得到钨酸铋/凹凸棒纳米结构复合材料。对实施例1所得Bi2WO6/ATP进行X射线粉末衍射实验，并在透射电镜下观察其形貌和结构，ATP、Bi2WO6和Bi2WO6/ATP(Bi2WO6/ATP=1/2)的XRD谱图如图1所示，复合材料的XRD中出现了钨酸铋和凹凸棒土各自的特征衍射峰，说明凹凸棒土成功复合钨酸铋。实施例1所得Bi2WO6/ATP的TEM照片如图2所示，从图中可以看出，凹凸棒土与钨酸铋较为均匀复合在一起，与XRD的结果一致。采用ATP、Bi2WO6和Bi2WO6/ATP作为催化剂进行光催化氧化脱除燃料油品中的噻吩硫，得到对二苯并噻吩的降解率曲线如图3所示，从图中可以看出，Bi2WO6/ATP对二苯并噻吩在光照4h下的降解率达98%以上。实施例2：首先称取0.17g的硝酸铋溶于50ml的去离子水，磁力搅拌30min，得到白色溶液；再向白色溶液中加入0.05g的钨酸钠，继续磁力搅拌30min混合得到白色混合溶液；向白色混合溶液中加入0.3g的凹凸棒土，继续磁力搅拌10min，得到淡黄色浑浊溶液；将淡黄色浑浊溶液放入100ml聚四氟乙烯反应釜，210℃水热反应20h；反应结束后，反应釜中下层淡黄色沉淀，上层澄清溶液，80℃保温18h；将淡黄色沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤，70℃烘干，研磨得到钨酸铋/凹凸棒土纳米结构复合材料。后续检测如实施例1。实施例3：首先称取0.17g的硝酸铋溶于50ml的去离子水，磁力搅拌30min，得到白色溶液；再向白色溶液中加入0.06g的钨酸钠，继续磁力搅拌30min混合得到白色混合溶液；向白色混合溶液中加入0.4g的凹凸棒土，继续磁力搅拌10min，得到淡黄色浑浊溶液；将淡黄色浑浊溶液放入100ml聚四氟乙烯反应釜，240℃水热反应16h；反应结束后，反应釜中下层淡黄色沉淀，上层澄清溶液，100℃保温24h；将淡黄色沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤本文档来自技高网...

【技术保护点】
钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征是：取一定量的硝酸铋、钨酸钠和凹凸棒土，加入到去离子水中搅拌；然后转移到反应釜中，水热反应，并保温；反应产物水洗和醇洗，烘干研磨，得钨酸铋/凹凸棒土复合材料Bi2WO6/ATP。

【技术特征摘要】
1.钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征是：取一定量的硝酸铋、钨酸钠和凹凸棒土，加入到去离子水中搅拌；然后转移到反应釜中，水热反应，并保温；反应产物水洗和醇洗，烘干研磨，得钨酸铋/凹凸棒土复合材料Bi2WO6/ATP。2.根据权利要求1所述的钨酸铋/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征是：硝酸铋和钨酸钠的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏建文，姚超，徐双，李霞章，夏青，
申请(专利权)人：江苏省华源矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32