BiFeO3-ZrO2复合材料、其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种BiFeO3‑ZrO2复合材料、其制备方法和应用，将制备的BiFeO3加入到合成ZrO2的前驱液中，充分搅拌，通过氨水溶液调节pH，用溶胶凝胶法制得负载型可见光光催化剂BiFeO3‑ZrO2复合材料。制得的负载型BiFeO3‑ZrO2复合材料形貌为块状，且BiFeO3均匀分布在载体ZrO2上。本发明专利技术负载型复合材料光催化剂具有高催化活性，对罗丹明B的降解率能达到98％，还具有良好的稳定性和重复使用性，且制备工艺简单，能耗低，易于规模化生产。

BiFeO 3-ZrO 2 Composites, Their Preparation and Application

The invention discloses a BiFeO3 ZrO2 composite material, a preparation method and an application thereof. The prepared BiFeO3 is added to the precursor fluid of the synthetic ZrO2, fully stirred, the pH is adjusted by ammonia solution, and the BiFeO3 photocatalyst BiFeO3 ZrO2 composite material is obtained by sol-gel method. The morphology of the loaded BiFeO 3 ZrO 2 composite is massive, and BiFeO 3 is uniformly distributed on the carrier ZrO 2. The supported composite photocatalyst has high catalytic activity, 98% degradation rate of rhodamine B, good stability and reusability, simple preparation process, low energy consumption and easy scale production.

【技术实现步骤摘要】
BiFeO3-ZrO2复合材料、其制备方法和应用
本专利技术涉及一种光催化剂、其制备方法和应用，特别是涉及一种负载可见光光催化剂BiFeO3的复合材料、其制备方法和应用，还涉及一种降解水中难降解有机污染物罗丹明的方法，应用于光催化材料

技术介绍
当前，随着科学技术的进步、各产业的迅速发展和人口的不断增加，环境污染和能源短缺的问题渐渐凸显并日益严重和尖锐，己经成为制约社会发展和生活质量提高的瓶颈之一。有机污染物是环境污染问题的重要组成部分，同时也是治理的重难点之一。相当一部分有机污染物结构稳定、在自然条件下难以被降解而长时间存在、通过各种途径广阔散布，对动植物乃至人类产生持久的有害影响。以各种物理、化学方法处理此类污染物的传统方法曾相继产生并被广泛运用，但它们普遍存在降解不彻底、效率低下等问题，并有可能造成二次污染，因此，亟需一种更加行之有效的方法。光催化作为一门新兴技术，在处理有机污染物方面具有广阔的前景。光催化反应通常使用相对简单的设备，在易于控制的温和条件下进行，通过高级氧化，把有机污染物分解为CO2、H2O和其它无毒无害的无机物，极少产生二次污染。其成本低廉、适用范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种BiFeO3‑ZrO2复合材料，其特征在于：BiFeO3均匀分布于载体材料ZrO2上，形成负载型可见光光催化剂BiFeO3‑ZrO2复合材料，其中BiFeO3和ZrO2的质量比为(0.25～0.67):1，并由BiFeO3和ZrO2两种不同的半导体材料相接触界面区域形成异质结构。

【技术特征摘要】
1.一种BiFeO3-ZrO2复合材料，其特征在于：BiFeO3均匀分布于载体材料ZrO2上，形成负载型可见光光催化剂BiFeO3-ZrO2复合材料，其中BiFeO3和ZrO2的质量比为(0.25～0.67):1，并由BiFeO3和ZrO2两种不同的半导体材料相接触界面区域形成异质结构。2.根据权利要求1所述BiFeO3-ZrO2复合材料，其特征在于：BiFeO3和ZrO2的质量比为(0.38～0.67):1。3.根据权利要求1或2所述BiFeO3-ZrO2复合材料，其特征在于：负载型可见光光催化剂BiFeO3-ZrO2复合材料的微观形貌为粒径不大于4μm的块状颗粒体形状，在ZrO2表面上负载的BiFeO3纳米颗粒的平均粒径不大于150nm。4.一种权利要求1所述BiFeO3-ZrO2复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：a.按硝酸铋：硝酸铁：酒石酸的摩尔比为为1：1：2的比例分别称量硝酸铋、硝酸铁、酒石酸；b.将在所述步骤a中称取的硝酸铋溶于蒸馏水中，在磁力搅拌过程中逐滴加入浓度不高于40wt.％的稀硝酸，直到硝酸铋完全溶解呈现澄清透明，配制硝酸铋溶液；将在所述步骤a中称取的硝酸铁和酒石酸溶于所述硝酸铋溶液中，充分搅拌，得到混合溶液；然后将混合溶液放入温度不高于140℃的烘箱中，进行干燥至少12小时，得到BiFeO3前驱体；在将所得到的BiFeO3前驱体研碎后，得到BiFeO3前驱体粉末，然后将BiFeO3前驱体粉末放入带盖的坩埚中，在坩埚上盖上盖子并放在马弗炉中，升温到不低于500℃的目标温度后，在目标温度下进行保温至少1小时，然后将经过热处理得到的产物冷却至室温，得到棕黄色纳米材料BiFeO3；c.采用氯氧化锆作为原始反应物原料，按照0.01mol氯氧化锆与不多于10ml的蒸馏水进行混合的配比比例，将氯氧化锆溶于蒸馏水中，配制氯氧化锆溶液；d.将在所述步骤c中得到的氯氧化锆溶液进行磁力搅拌，用氨水溶液调节氯氧化锆混合溶液的pH至10，得到ZrO2前驱液；e.采用溶胶凝胶法，按照BiFeO3和ZrO2的质量比为(0.25～0.67):1的比例，将在所述步骤b中制备的BiFeO3加入到在所述步骤d中制备得到的ZrO2前驱液中，继续在不低于75℃的水浴锅中进行搅拌至少4小时，直至得到凝胶，然后将凝胶转移到温度不低于110℃的烘箱中，进行干燥至少12小时，得到干凝胶；f.将在所述步骤e中所得干凝胶研磨成粉末，作为复合材料焙烧前驱体，将干凝胶粉末转移到坩...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡龙兴，胡海明，陆文聪，牛刚，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31