一种可回收柔性Ag/BiVO制造技术

一种可回收柔性Ag/BiVO

A recyclable flexible Ag / BiVO

【技术实现步骤摘要】
一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料、制备方法及其应用
本专利技术涉及光催化材料
，特别涉及一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的方法及其应用。
技术介绍
半导体光催化是一种清洁能源的高效利用技术，在光解水制氢、二氧化碳转化、空气净化和水降解处理等方面均有应用，有望解决世界能源短缺和环境污染问题。由于我国铋产量丰富，铋族光催化剂具有较高的光催化效率，引起了研究人员的广泛关注。钒酸铋(BiVO4)的禁带宽度为2.3-2.4eV，可在可见光下分解水和降解污染物，具有光响应范围宽、低碳环保、无毒的特点。但由于光生电子和空穴容易复合，量子效率低，光降解效率受到限制。因此，开发具有高的光生载流子分离效率，宽范围的可见光响应和低成本的BiVO4基复合材料仍然是巨大的兴趣和挑战。单一半导体材料的性能和应用一般具有较大的局限性，不能满足实际生产的各种需求。通过在其表面加载金属或金属氧化物，如V2O5/BiVO4、Cu/BiVO4、CeO2/BiVO4等，在材料内部形成内建电场促进光生载流子的分离，从而提高光催化活性。最近，贵金属光催化剂成为当前研究热点，例如Au/TiO2、TiO2/Ag-Ag2S等，利用贵金属的等离子共振(SPR)效应，能够提高其载流子传输速率，抑制光生电子-空穴复合，达到更优的光能到化学能转化的目的。虽然这些措施能够有效改善光催化活性，但在光催化水处理的应用过程中纳米复合粉末很难回收，将导致二次污染并限制其实际应用。因此，如何确保光催化剂稳定作用，减少回收困难，成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的方法及其应用，可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料以廉价易得的生物材料为基底，表现出柔性、可弯曲性，即使长时间折叠或反复弯曲也无需担心材料损坏，也可根据不同的使用环境进行裁剪，具有光响应范围宽、可回收利用、循环性能好、成本低廉的优势，能够实现资源的可持续发展及循环利用。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的方法，包括以下步骤：将棉织物在多巴胺溶液(PDA)中进行预处理，并浸入一定浓度的AgNO3溶液中，室温下搅拌3h，经水洗、干燥后得到Ag/棉织物复合材料。将一定摩尔量的Bi(NO3)3·5H2O溶解在甘油中；将一定摩尔量NaVO3·2H2O溶解在去离子水中；混合前述溶液并转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180℃保持8h；经离心、水洗、醇洗，60℃烘干4h，得到BiVO4粉末。将Ag/棉织物置于上述BiVO4的水溶液中，超声分散一定时间后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。步骤一：将0.2g多巴胺溶于100mL水中，用1mol/LNaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；步骤二：将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24h，得到产物A；步骤三：将0.1gAgNO3溶于100ml水中得到溶液B；步骤四：将产物A置于溶液B中搅拌3h，经过去离子水和乙醇洗涤，60℃烘干3h后得到产物B；步骤五：将0.4mmolBi(NO3)3·5H2O溶于16ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4mmolNaVO3·2H2O溶于16ml去离子水得到前驱体溶液D；步骤六：将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180℃保持8h后得到合成产物C；步骤七：将溶剂热合成产物C经过10000rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60℃烘干4h后得到产物D；步骤八：将0.1g产物D溶于100ml水中，得到溶液E；步骤九：将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1h，经过去离子水和乙醇洗涤，60℃烘干3h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。所述步骤一中调节PH范围为7.0～9.0。所述步骤二中浸渍时间范围为6～48h。所述步骤三中AgNO3质量范围为0.05～0.4g。所述步骤四中搅拌时间范围为1h～12h。所述步骤八中产物D质量范围为0.05～0.4g。所述步骤九中搅拌时间范围为1h～12h。可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料应用于光催化技术，如污染物降解、光分解水等。以300W的Xe灯为光源，用小于800nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明B(RhB)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20min从反应容器中取4mL样品，用紫外-可见分光光度计测定RhB的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。本专利技术的有益效果：本专利技术采用生物模板浸渍法，利用生物模板PDA的强还原性，制备出可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料，表现出柔性、可弯曲性，即使长时间折叠或反复弯曲也无需担心材料损坏，具有电荷分离率高、光吸收范围广、光催化活性高、降解速率快、水解能力强的优势。贵金属纳米颗粒能够有效传递电子，抑制光生电子-空穴的复合，同时，其表面等离子体共振效应(SPR)有利于吸收可见光，使光催化效果显著提升。由于新的生物模板方法的迅速发展，聚多巴胺材料(PDA)具有较强的附着力和还原性，可在室温下将金属前体盐还原为相应的金属元素。因此，可在室温下用PDA为模板直接还原Ag+，从而均匀制备Ag纳米颗粒，制备过程简单环保。另外，在实际应用中必须解决光催化剂的回收和再利用的问题，因此光催化剂应固定在某些基底上，例如织物，纤维和塑料等。纺织品廉价易得，具有优异的物理和机械性能，丰富的多孔结构可以促进染料分子的吸收，并方便光催化剂的回收利用，解决了粉末状催化剂回收难的现状。附图说明图1为可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备流程图及样品示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1（1）将0.2g多巴胺溶于100mL水中，用1mol/LNaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24h，得到产物A；（3）将0.1gAgNO3溶于100ml水中得到溶液B；（4）将产物A置于溶液B中搅拌3h，经过去离子水和乙醇洗涤，60℃烘干3h后得到产物B；（5）将0.4mmolBi(NO3)3·5H2O溶解于16ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4mmolNaVO3·2H2O溶解于16ml去离子水得到前驱体溶液D；（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可回收柔性Ag/BiVO

【技术特征摘要】
1.一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将经聚多巴胺预处理的棉织物在AgNO3溶液中浸渍，均匀制备Ag纳米颗粒；在将前述产物在BiVO4分散体中浸渍，得到一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经聚多巴胺预处理的棉织物由棉织物浸渍于pH为7~9的聚多巴胺预处理溶液得到。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，棉织物在聚多巴胺预处理溶液中浸渍时间为6~48h。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：将经聚多巴胺预处理的棉织物浸渍在含0.05g～0.4gAgNO3的水溶液中，搅拌1h～12h，得到Ag/棉织物。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：将Ag/棉织物浸渍在含0.05g～0.4gBiVO4的水分散体中，搅拌1h～12h，得到Ag/BiVO4/棉织物。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，BiVO4由包括以下步骤的方法得到：将分散有Bi(NO3)3和NaVO3的体系在120℃～200℃进行溶剂热反应6~12h，得到BiVO4。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳玲，毕雅欣，陈志刚，朱建锋，陈华军，锁国权，冯雷，叶晓慧，张荔，侯小江，邹鑫鑫，和茹梅，孙瑜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61