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基于混晶磷酸铋的无牺牲剂光催化制备双氧水的方法技术

技术编号:29605557 阅读:22 留言:0更新日期:2021-08-10 18:06
本发明专利技术涉及一种基于混晶磷酸铋的无牺牲剂光催化制备双氧水的方法,属于环境科学与无机材料制备领域。本发明专利技术通过水热法合成具有高双氧水催化生成活性的磷酸铋光催化剂,该催化剂可在不需要添加牺牲剂的情况下通过光催化反应催化氧气和水反应制备双氧水。本发明专利技术合成的混晶磷酸铋是一种具有六方相(HBIP)和单斜相独居石结构(nMBIP)的光催化剂,六方相包裹在单斜相独居石结构外围形成核壳结构,这种结构极大的促进双氧水的产生以及抑制其分解,从而可以在较短的时间内制备出较高浓度的双氧水。本发明专利技术首次将磷酸铋光催化剂应用于光催化双氧水制备领域。相比于工业蒽醌法以及电和热催化制备双氧水的方法,本发明专利技术安全环保,操作简单,成本较低。

【技术实现步骤摘要】
基于混晶磷酸铋的无牺牲剂光催化制备双氧水的方法
本专利技术涉及一种基于混晶磷酸铋的无牺牲剂光催化制备双氧水的方法,属于环境科学与无机材料制备领域。
技术介绍
双氧水(H2O2)是一种绿色高效的氧化剂,可以在非常温和的条件下在液相反应中氧化各种无机和有机底物,并且生成清洁的水作为产物。H2O2已广泛应用于许多工业领域,包括军工、化学工业、医学和生物过程以及环境保护等等。目前工业上H2O2生产主要以蒽醌(AO)氧化工艺为主,但是AO法需要高温高压的条件、需用危险性较大的氢气以及生成四氢蒽醌等环境危害较大的副产物。比如中国专利CN103496674A提出一种蒽醌法全酸性工作液体系制备双氧水的方法,这种方法能耗较大,设备易腐蚀,且具有相当的危险性。因此,如何安全、环保的生产双氧水是一个重大难题。目前,实验研究较为广泛的、具有替代AO法潜力的H2O2制备方法主要有热催化、电催化、光催化方法。例如美国专利US7364718B2提出一种基于负载Pd和Au催化剂的α-Al2O3、在一定温度下(20℃-50℃)催化氢气和氧气反应直接制备H2O2的方法,但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高双氧水催化生成活性的磷酸铋光催化剂,其特征在于,所述磷酸铋光催化剂呈核壳结构,其中壳层是六方相,核层是单斜相独居石结构,其中六方相与单斜相独居石结构的质量比为5~20:95~80。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有高双氧水催化生成活性的磷酸铋光催化剂,其特征在于,所述磷酸铋光催化剂呈核壳结构,其中壳层是六方相,核层是单斜相独居石结构,其中六方相与单斜相独居石结构的质量比为5~20:95~80。


2.一种制备权利要求1所述的磷酸铋光催化剂的方法,其特征在于,包括如下步骤:
配制铋盐溶液:将铋盐溶于强酸中,得到溶液A;
配制磷酸盐溶液:将磷酸盐溶于水中,得到溶液B;
配制混晶磷酸铋前驱溶液:将溶液B滴加到溶液A中,边滴加边搅拌,得到悬浊液C,其中溶液B与溶液A的摩尔比为1:1;
水热反应:悬浊液C在密闭容器中于120-200℃条件下进行水热反应,得到混合物C’;
混晶磷酸铋的收集:将混合物C’冷却至室温,离心分离获取固相,洗涤至中性,干燥即得产物D—混晶磷酸铋。


3.根据权利要求2所述的磷酸铋光催化剂的制备方法,其特征在于,所述铋盐为氯化铋、硝酸铋、醋酸铋和五水合硝酸铋中的至少一种;所述磷酸盐为磷酸三钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、十二水合磷酸三钠、二水合磷酸二氢钠、一水合磷酸一氢钠中的至少一种。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘成思卞高明朱永法董玉明宁峥雯梁君谊杜佳琼陈雯清邓宇航张颖娄阳
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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