以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法、超薄氯氧铋光催化剂及其应用技术

本发明专利技术公开了一种超薄氯氧铋光催化剂及其制备方法和应用，该催化剂的制备方法包括以下步骤：将钒酸铋纳米片与氯离子的浓度为150mM～300mM的含氯酸性废水混合进行离子交换反应，离心，洗涤，干燥，得到超薄氯氧铋光催化剂。本发明专利技术制得的超薄氯氧铋光催化剂不仅具有超薄的二维片状结构，而且还具有绿色环保、催化氧化活性强、光生载流子分离效率高、稳定性强等优点，可用于降解有机污染物废水，且能够高效地降解废水中的有机污染物(如抗生素)，是一种有着较好的使用价值和应用前景的新型光催化材料。同时，本发明专利技术制备方法还具有制备过程绿色环保、制备工艺简单、反应条件可控、成本低等优点，适合于大规模制备，利于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法、超薄氯氧铋光催化剂及其应用
本专利技术属于功能材料领域，涉及一种以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法、超薄氯氧铋光催化剂及其应用。
技术介绍
随着现代工农业科学技术的飞速发展，有色金属作为重要的战略，其生产和消费资料在人类发展中发挥着越来越重要的作用，引起了人们对有色金属冶炼的浓厚兴趣。强酸性废水是有色金属冶炼的直接副产物，含有大量的氯化物、砷和重金属元素，其中的砷和重金属可通过硫化法有效地去除，而浓度高达数千毫克每升的氯离子难以通过传统的技术去除。自在紫外光照射下使用二氧化钛光催化剂实现全水分解的里程碑式的研究以来，基于半导体的光催化技术已被视为一种有效且可持续的废水处理技术。一方面该技术利用的是绿色、环保、可再生的太阳能，极大地克服了传统处理方法成本高的问题；另一方面该技术中光催化材料受光激发后产生的具有强氧化还原活性的自由基可高效地将大分子污染物降解成小分子或直接矿化成二氧化碳和水，极大的提高了污染物的处理效率。与传统的光催化剂如二氧化钛和氧化锌相比，新型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钒酸铋纳米片与含氯酸性废水混合进行离子交换反应，离心，洗涤，干燥，得到超薄氯氧铋光催化剂；所述含氯酸性废水中氯离子的浓度为150mM～300mM。/n

【技术特征摘要】
1.一种以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钒酸铋纳米片与含氯酸性废水混合进行离子交换反应，离心，洗涤，干燥，得到超薄氯氧铋光催化剂；所述含氯酸性废水中氯离子的浓度为150mM～300mM。


2.根据权利要求1所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述钒酸铋纳米片与含氯酸性废水的比例为0.5g∶200mL；所述钒酸铋纳米片的厚度为3.5nm～4nm；所述含氯酸性废水为含氯硫酸废水；所述含氯硫酸废水中硫酸的浓度为20g/L～80g/L；所述离子交换反应的时间为40h～60h。


3.根据权利要求2所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述含氯硫酸废水的制备方法包括以下步骤：
S1、将浓硫酸加入到氯化钠溶液中，搅拌，得到强酸性高氯硫酸废水；
S2、将步骤S1中得到的强酸性高氯溶液与超纯水混合，得到含氯硫酸废水。


4.根据权利要求3所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述浓硫酸与氯化钠溶液的体积比为1～5∶19～100；所述氯化钠溶液中氯离子的质量浓度为9g/L～10g/L；所述搅拌的转速为600r/min～900r/min；所述搅拌的时间为4h～6h；
所述步骤S2中，所述强酸性高氯硫酸废水与超纯水的体积比为10～250∶0～250。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于，所述钒酸铋纳米片的制备方法包括以下步骤：
(1)将原钒酸钠溶液加入到十六烷基三甲基溴化铵溶液中，搅拌，得到十六烷基三甲基溴化铵-原钒酸钠的混合溶液；
(2)将硝酸铋溶液加入到步骤(1)中得到的十六烷基三甲基溴化铵-原钒酸钠的混合溶液中，搅拌，得到钒酸铋前驱体混合物；
(3)将步骤(2)中得到的钒酸铋前驱体混合物进行反应，离心，洗涤，干燥，得到钒酸铋纳米片。


6.根据权利要求5所述的以钒酸铋纳米片为前驱体制备超薄氯氧铋光催化剂的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莎，黄丹莲，许飘，薛文静，雷蕾，龚小敏，王荣忠，陈亚诗，邓锐，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43