一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及光催化材料技术领域，具体涉及一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料、制备方法及其应用，本发明专利技术利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)充当表面活性剂，采用水热法制备了具有大孔径的介孔Nb2O5光催化材料，极大的提高光催化材料的吸附性能并暴露更多的光催化反应活性位点；该制备方法简单易行、生产成本低，所得光催化材料光催化性能优异。本发明专利技术的光催化剂能够对水体中的有机染料进行降解，且具有较好的降解效果，具有良好的实用性。具有良好的实用性。具有良好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及光催化材料
，具体涉及一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，大量化石燃料的使用导致能源短缺以及环境污染等一系列问题，严重危害人们的生活。目前，光催化技术作为一种绿色无污染的环境友好型技术被广泛应用与环境治理与能源转化等领域，以确保清洁和可再生能源的供应，并减少与化石燃料消费相关的有害环境影响。
[0003]光催化剂作为光催化技术的中心环节，近年来已经报道了许多可用于光催化领域的材料，其中，Nb2O5光催化材料由于热力学稳定性好、无毒以及良好的抗酸腐蚀性(硫酸和氢氟酸除外)等显著性能，受到人们的广泛关注。
[0004]虽然Nb2O5作为光催化材料有其独特优势，但其仍有许多缺陷影响其光催化性能。其中，光催化剂对反应物质的吸附能力也影响其光催化效果。因此如何提供一种简单手段，改善光催化剂的结构，以暴露更多光催化反应活性位点来增强催化材料对污染物的吸附，对改善光催化材料的光催化性能具有重要的科学和现实意义。
[0005]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决如何提供一种简单手段，改善光催化剂的结构，以暴露更多光催化反应活性位点来增强催化材料对污染物的吸附的问题，提供了一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料、制备方法及其应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1，将十六烷基三甲基溴化铵溶于乙醇，搅拌形成均匀溶液；
[0009]S2，将NbCl5加入步骤S1所得溶液中，搅拌至完全溶解；
[0010]S3，向步骤S2中得到的混合溶液中缓慢滴入氨水溶液，形成悬浊液并于室温下搅拌1h～3h；
[0011]S4，将步骤S3所得的悬浊液离心，弃置上清液，将沉淀均匀分散于去离子水中，水热反应；
[0012]S5，将步骤S4中得到的产物离心，依次用去离子水和无水乙醇洗涤后干燥。
[0013]所述步骤S1中十六烷基三甲基溴化铵的添加量为0.005g～0.03g。
[0014]所述步骤S3中氨水溶液体积分数为2wt％～8wt％。
[0015]所述步骤S4中水热反应温度为120℃～200℃。
[0016]所述步骤S4中水热反应时间为12h～36h。
[0017]所述步骤S5中首先使用去离子水对反应产物洗涤2～4次，再使用无水乙醇对反应
产物洗涤2～4次。
[0018]所述步骤S5中干燥温度为60℃～80℃。
[0019]所述步骤S5中干燥时间为6h～12h。
[0020]本专利技术还公开了采用上述制备方法制得的大孔径的介孔Nb2O5光催化材料以及这种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料在光催化降解罗丹明B溶液中的应用。
[0021]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)充当表面活性剂，采用水热法制备了具有大孔径的介孔Nb2O5光催化材料，极大的提高光催化材料的吸附性能并暴露更多的光催化反应活性位点；该制备方法简单易行、生产成本低，所得光催化材料光催化性能优异。
附图说明
[0022]图1为实施例1～3和对比例1～7中的光催化材料的XRD图，图中1为实施例1中制备的C5
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Nb2O5光催化材料，2为实施例2中制备的C10
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Nb2O5光催化材料，3为实施例3中制备的C20
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Nb2O5光催化材料，4为对比例1中制备的S5
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Nb2O5光催化材料，5为对比例2中制备的S10
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Nb2O5光催化材料，6为对比例3中制备的S20
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Nb2O5光催化材料，7为对比例4中制备的P5
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Nb2O5光催化材料，8为对比例5中制备的P10
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Nb2O5光催化材料，9为对比例6中制备的P20
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Nb2O5光催化材料，10为对比例7中制备的Nb2O5光催化材料；
[0023]图2为N2吸附
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解吸等温线，图中1为实施例2中制备的光催化材料，2为对比例7中制备的光催化材料；
[0024]图3为孔径分布图，图中1为实施例2中制备的光催化材料，2为对比例7中制备的光催化材料；
[0025]图4为制备的不同光催化材料对罗丹明B的降解随光照时间的变化曲线图，图中1为实施例1中制备的C5
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Nb2O5光催化材料，2为实施例2中制备的C10
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Nb2O5光催化材料，3为实施例3中制备的C20
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Nb2O5光催化材料，4为对比例1中制备的S5
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Nb2O5光催化材料，5为对比例2中制备的S10
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Nb2O5光催化材料，6为对比例3中制备的S20
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Nb2O5光催化材料，7为对比例4中制备的P5
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Nb2O5光催化材料，8为对比例5中制备的P10
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Nb2O5光催化材料，9为对比例6中制备的P20
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Nb2O5光催化材料，10为对比例7中制备的Nb2O5光催化材料。
[0026]图5为不同水热反应温度制备的光催化材料对罗丹明B的降解随光照时间的变化曲线图，图中1为实施例4中制备的120
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C10
‑
Nb2O5光催化材料，2为实施例5中制备的140
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C10
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Nb2O5光催化材料，3为实施例6中制备的160
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C10
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Nb2O5光催化材料，4为实施例2中制备的C5
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Nb2O5光催化材料，5为实施例7中制备的200
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C10
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Nb2O5光催化材料。
[0027]图6为不同水热反应时间制备的光催化材料对罗丹明B的降解随光照时间的变化曲线图，图中1为实施例8中制备的C10
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Nb2O5‑
12光催化材料，2为实施例9中制备的C10
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Nb2O5‑
18光催化材料，3为实施例2中制备的C10
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Nb2O5光催化材料，4为实施例10中制备的C5
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Nb2O5‑
30光催化材料，5为实施例11中制备的C10
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Nb2O5‑
36光催化材料。
具体实施方式
[0028]以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0029]实施例1
[0030]一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料的制备方法，其包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将十六烷基三甲基溴化铵溶于乙醇，搅拌形成均匀溶液；S2，将NbCl5加入步骤S1所得溶液中，搅拌至完全溶解；S3，向步骤S2中得到的混合溶液中缓慢滴入氨水溶液，形成悬浊液并于室温下搅拌1h～3h；S4，将步骤S3所得的悬浊液离心，弃置上清液，将沉淀均匀分散于去离子水中，水热反应；S5，将步骤S4中得到的产物离心，依次用去离子水和无水乙醇洗涤后干燥。2.如权利要求1所述的一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中十六烷基三甲基溴化铵的添加量为0.005g～0.03g。3.如权利要求1所述的一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中氨水溶液质量分数为2wt％～8wt％。4.如权利要求1所述的一种大孔径的介孔Nb2O5光催化材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭盛祺，靳凤先，沈伯雄，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：