一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3‑Co3O4的制备方法和应用。将铋盐和钴盐分别溶解于酸溶液中，得含有铋的溶液和含有钴的溶液；将含有铋的溶液和含有钴的溶液混合后，倒入含有分散剂的碱性溶液中，析出沉淀，离心，干燥；将干燥后的产物于惰性气体或者空气条件下煅烧，冷却至室温，研磨，得复合材料Bi2O3‑Co3O4。利用本发明专利技术的方法制备的复合材料Bi2O3‑Co3O4具有吸附降解污染物的能力，因此能够实现在室温下有效方便的降解甲醛等气态污染物，从而达到净化空气的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法和应用
本专利技术属于复合材料空气净化
，具体涉及一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法及其应用。
技术介绍
随着经济的发展，社会水平的提高，人们的物质生活也得到了大幅度的提高，人们也开始更加关注自身的身体健康。近年来，家装行业发展迅速，室内挥发性有机物污染日趋严重，挥发性污染物中甲醛是室内家装最大污染源，是对人体造成危害最为严重的污染物。相关数据分析统计，长期生活在浓度过高的气态污染物环境下，会对人类身体，包括人的中枢神经和免疫系统造成严重伤害。随着人们对挥发性污染物重视程度的不断提高，室内气态污染物防治措施的相关研究也取得了显著成果。以甲醛为例，目前室内甲醛的防治措施主要有通风换气法、生物吸收法、吸附法、化学反应法、等离子体技术和光催化氧化技术。但这些措施存在成本高，使用不方便受条件限制，见效慢，有些产物甚至会对空气造成二次污染，因此找到一种能够高效、方便和安全降解甲醛的方法成为了人们关注的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种可在室温下降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法及其应用。本专利技术的方法具有简单，高效，方便，和安全降解条件容易控制等优点，能够有效地净化空气中的气态污染物，营造健康的生活环境。本专利技术采用以下技术方案：一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法，包括如下步骤：1)将铋盐和钴盐分别溶解于酸溶液中，得含有铋的溶液和含有钴的溶液；2)将含有铋的溶液和含有钴的溶液混合后，倒入含有分散剂的碱性溶液中，析出沉淀，离心，干燥；3)将干燥后的产物于惰性气体或者空气条件下煅烧，冷却至室温，研磨，得复合材料Bi2O3-Co3O4。优选的，所述铋盐为五水合硝酸铋或氯化铋；所述钴盐为六水合硝酸钴、七水合硫酸钴或六水合氯化钴；所述酸溶液为硝酸、硫酸或盐酸。优选的，所述的钴盐和铋盐中钴和铋的摩尔比为1:0.5。优选的，所述分散剂为聚乙二醇；所述碱性溶液为NaOH溶液、KOH溶液或氨水。优选的，步骤2)中，所述干燥是，在50-150℃下干燥1-15小时。更优选的，在100℃下干燥10小时。优选的，步骤3)中，所述惰性气体为氮气或者氩气。优选的，步骤3)中，所述煅烧是，升温速度为1-10℃/min，在温度为300-800℃下，煅烧1-3h；更优选的，升温速度为5℃/min，在温度为550℃下，煅烧2h。按照上述的方法制备的复合材料Bi2O3-Co3O4作为催化剂在室温下降解气态污染物中的应用。优选的，所述气态污染物是醛类、醇类或烷烃。优选的，方法如下：于含有气态污染物的空间内加入上述的方法制备的复合材料Bi2O3-Co3O4，室温下催化降解气态污染物。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所制备的复合材料Bi2O3-Co3O4具有大量的氧空位，在氧化反应过程中，氧空位的数量越多对气态有机污染物的吸附越强，降解效率越高。2、本专利技术所制备的复合材料Bi2O3-Co3O4不仅能够在室温下降解气体污染物，使得反应条件变得更加的容易、方便，而且对环境无污染。附图说明图1为Co3O4、Bi2O3和实施例1制备的复合材料Bi2O3-Co3O4的XRD测试图。图2为复合材料Bi2O3-Co3O4对气态污染物降解效果对比图。具体实施方式实施例1(一)室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法1)将1.94g六水合硝酸钴和1.94g五水合硝酸铋分别溶解于15mL的硝酸中，然后分别稀释到50mL，分别得含有铋的溶液和含有钴的溶液。2)将步骤1)所得含有铋的溶液和含有钴的溶液混合均匀，倒入3mL聚乙二醇和50mL浓度为0.8mol/L的NaOH溶液的混合溶液中，搅拌后析出沉淀，用离心机离心，所得沉淀分别用去离子水离心洗涤两次，再用乙醇离心洗涤一次，将离心后所得样品置于干燥箱中，于100℃干燥10h。3)将干燥后的样品在马弗炉中，于空气条件下，升温速度为5℃/min，500℃煅烧2h，将煅烧后的样品冷却到室温后进行研磨，得到复合材料Bi2O3-Co3O4。(二)检测图1为Co3O4、Bi2O3和实施例1制备的复合材料Bi2O3-Co3O4的XRD测试图，由图1可见，本专利技术制备的复合材料Bi2O3-Co3O4在27.4°、28.0°、33.04°和46.36°有四个衍射峰，为Bi2O3-Co3O4的特征峰，证明制备的样品为Bi2O3-Co3O4。实施例2复合材料Bi2O3-Co3O4作为催化剂在室温下降解气态污染物中的应用(一)降解甲醛方法：取0.1克实施例1制备的复合材料Bi2O3-Co3O4放入密闭的实验装置中，并向实验装置中注入5μL浓度为37％的甲醛水溶液，定时检测实验装置中甲醛气体的浓度。对比试验：直接向密闭的实验装置中注入5μL浓度为37％的甲醛水溶液，定时检测实验装置中甲醛气体的浓度。室温下静止10h后，测定实验装置中甲醛气体的浓度。如图2所示，图2中A为加入复合材料Bi2O3-Co3O4的柱状图，由图2中A可见，10h后，密闭实验装置中甲醛气体降低了72ppm，图2中B为未加入复合材料Bi2O3-Co3O4的柱状图，由图2中B可见，10h后，实验装置中甲醛气体浓度降低了6.6ppm。可见本专利技术制备的复合材料Bi2O3-Co3O4能够降解甲醛，并且能够在室温下有效地降解甲醛，10h后加入复合材料Bi2O3-Co3O4的甲醛的降解量约是对比实验的21倍，本专利技术所制备的复合材料能够在室温下有、效方便的降解甲醛。(二)降解异丙醇方法：取0.1克实施例1制备的复合材料Bi2O3-Co3O4放入密闭的实验装置中，并向实验装置中注入5μL液体异丙醇，待异丙醇充分气化后，定时对实验装置中异丙醇气体浓度进行检测。对比试验：直接向密闭的实验装置中注入5μL液体异丙醇，待异丙醇充分气化后，定时对实验装置中异丙醇气体浓度进行检测。室温下静置10h后，测定实验装置中异丙醇气体的浓度。如图2所示，图2中C为加入复合材料Bi2O3-Co3O4的柱状图，由图2中C可见，10h后，实验装置中异丙醇气体浓度降低了68.86ppm。图2中D为未加入复合材料Bi2O3-Co3O4的柱状图，由图2中D可见，10h后，实验装置中异丙醇气体浓度降低了2.74ppm。可见本专利技术制备的复合材料Bi2O3-Co3O4能够降解异丙醇，并且能够在室温下有效地降解异丙醇，10个小时后加入复合材料Bi2O3-Co3O4的异丙醇降解量约是对比实验的25倍，本专利技术所制备的复合材料能够在室温下有效、方便的降解异丙醇。(三)降解丙烷方法：取0.1克实施例1制备的复合材料Bi2O3-Co3O4放入密闭的实验装置中，并向实验装置中注入1ml丙烷气体，定时检测实验装置中丙烷气体浓度。对比试验：直接向密闭的实验装置中注入1ml丙烷气体，定时检测实验装置中丙烷气体浓度。室温下静置10h后，测定实验装置中丙烷气体的浓度。如图2所示，图2中E为加入复合材料Bi2O3-Co3O4的柱状图，由图2中E可见，10h后，实验装置中丙烷气体浓度降低了6.63ppm。图2中F为未加入复合材料Bi2O3-Co3O4的柱状图，由图2中F可见，10h后，实验装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3‑Co3O4的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：1)将铋盐和钴盐分别溶解于酸溶液中，得含有铋的溶液和含有钴的溶液；2)将含有铋的溶液和含有钴的溶液混合后，倒入含有分散剂的碱性溶液中，析出沉淀，离心，干燥；3)将干燥后的产物于惰性气体或者空气条件下煅烧，冷却至室温，研磨，得复合材料Bi2O3‑Co3O4。

【技术特征摘要】
1.一种室温降解气态污染物的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：1)将铋盐和钴盐分别溶解于酸溶液中，得含有铋的溶液和含有钴的溶液；2)将含有铋的溶液和含有钴的溶液混合后，倒入含有分散剂的碱性溶液中，析出沉淀，离心，干燥；3)将干燥后的产物于惰性气体或者空气条件下煅烧，冷却至室温，研磨，得复合材料Bi2O3-Co3O4。2.如权利要求1所述的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法，其特征在于，所述铋盐为五水合硝酸铋或氯化铋；所述钴盐为六水合硝酸钴、七水合硫酸钴或六水合氯化钴；所述酸溶液为硝酸、硫酸或盐酸。3.如权利要求1或2所述的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法，其特征在于，所述的钴盐和铋盐中，钴和铋的摩尔比为1:0.5。4.如权利要求1或2所述的复合材料Bi2O3-Co3O4的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇；所述碱性溶液为NaOH溶液、KOH溶液或氨水。5.如权利要求1或2所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓星，李林丽，成祥祥，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21