一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花-生物质多孔碳材料的制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及环保技术领域，且公开了一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花

【技术实现步骤摘要】
一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
‑
生物质多孔碳材料的制备和应用


[0001]本专利技术涉及环保
，具体为一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
‑
生物质多孔碳材料的制备和应用。

技术介绍

[0002]水污染是现代社会四大污染之一，主要是工业废水、生活污水等随意排放，导致自然环境受到严重破坏，污染物主要有无机污染物和有机污染物等，如重金属离子、有机溶剂、抗生素等，其中五氯酚具有生物累积、生物毒性、结构稳定不易降解导尿管特点，广泛存在于石油化工废水中，近年来对水污染治理已经迫在眉睫，开发新型高效的吸附材料应用在水污染中成为研究热点。
[0003]多孔碳材料由于其比表面积大、吸附位点多等优点，在能源、吸附、分离、催化剂载体等方面具有重要的应用，多孔碳材料的碳前驱体主要有生物质碳前驱体、聚合物碳前驱体等；Bi2WO6具有良好的光化学活性，一种优良的光催化剂，可以应用在光催化降解污染物等方面，因此可以将多孔碳材料作为吸附剂和催化剂载体，负载Bi2WO6光催化剂，得到具有吸附和光催化降解双功能的材料，应用到五氯酚废水处理中。

技术实现思路

[0004]（一）解决的技术问题：针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
‑
生物质多孔碳材料的制备和应用，对废水中的五氯酚具有优异的吸附和光催化降解效果。
[0005]（二）技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
‑
生物质多孔碳材料，所述Nd掺杂Bi2WO6纳米花
‑
生物质多孔碳材料的制备方法如下：（1）向去离子水中加入Bi(NO3)3，缓慢滴加浓硝酸，调节溶液pH至2
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3，搅拌溶解后加入Na2WO4、Nd(NO3)3和十六烷基三甲基溴化铵，将溶液倒入高温反应釜中，加热至170
‑
185 ℃水热反应20
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30 h，离心分离，乙醇和去离子水洗涤，干燥后制得纳米花状的Nd掺杂Bi2WO6。
[0006]（2）向N,N
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二甲基甲酰胺溶剂中加入碱木质素和异烟酰氯盐酸盐，搅拌溶解后加入敷酸剂三乙胺，然后发生反应，反应结束将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水析出沉淀，然后依次使用乙醇和丙酮离心洗涤，干燥后制得吡啶基碱木质素。
[0007]（3）将吡啶基碱木质素和氢氧化钾混合均匀，然后放入气氛管式炉中，在氮气氛围中，控制升温速率为2
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5 ℃，然后加热至650
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800 ℃碳化2
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4 h，碳化结束后使用蒸馏水洗涤至中性，得到生物质氮掺杂多孔碳。
[0008]（4）向去离子水中加入生物质氮掺杂多孔碳，超声分散后加入Nd掺杂Bi2WO6，搅拌6
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12 h，将溶液倒入高温反应釜中，加热至100
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130 ℃水热反应10
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20 h，过滤溶剂，干燥后得到Nd掺杂Bi2WO6纳米花
‑
生物质多孔碳材料。
[0009]优选的，所述步骤（1）中去离子水的质量份数为6000
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10000份、Bi(NO3)3为100份、Na2WO4为36
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40份、Nd(NO3)3为1
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3.5份、十六烷基三甲基溴化铵为70
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150份。
[0010]优选的，所述步骤（2）中N,N
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二甲基甲酰胺的质量份数为800
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1500份、碱木质素为100份、异烟酰氯盐酸盐为6
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15份、敷酸剂三乙胺为15
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40份。
[0011]优选的，所述步骤（2）中反应在氮气气氛中，在40
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70 ℃中进行6
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12 h。
[0012]优选的，所述步骤（3）中吡啶基碱木质素的质量份数为100份、氢氧化钾为200
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350份。
[0013]优选的，所述步骤（4）中去离子水的质量份数为6000
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12000份、生物质氮掺杂多孔碳为100份、Nd掺杂Bi2WO6为120
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300份。
[0014]（三）有益的技术效果 ：与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：该一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料，以Nd(NO3)3作为Nd掺杂源，十六烷基三甲基溴化铵作为结构导向剂，Bi(NO3)3和Na2WO4水热反应生成具有纳米花状形貌的Nd掺杂Bi2WO6，纳米花状的比表面积更大，并且Nd掺杂取代了部分Bi的晶格，产生了杂质能级，调节了Bi2WO6的能带结构，改善了Bi2WO6的光化学活性，使纳米花状的Nd掺杂Bi2WO6在紫外光照射下，对五氯酚具有更高效的光降解性能。
[0015]该一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料，在敷酸剂三乙胺的促进作用下，是烟酰氯盐酸盐的酰氯官能团与碱木质素的酚羟基发生酯化反应，得到吡啶基碱木质素，从而在碱木质素分子链中引入吡啶官能团，以碱木质素作为生物质碳源，引入的吡啶官能团作为氮源，通过高温碳化，得到氮掺杂多孔碳，多孔碳基体中含有丰富的吡啶氮等含氮官能团，以氮掺杂多孔碳作为催化剂载体，与纳米花状的Nd掺杂Bi2WO6通过水热法进行复合，得到Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料，氮掺杂多孔碳中的吡啶氮碱性官能团对五氯酚具有很好的吸附效果，将五氯酚均匀的吸附到氮掺杂多孔碳的基体中，然后氮掺杂多孔碳表面负载的纳米花状的Nd掺杂Bi2WO6，在紫外光照射下产生光生载流子和氢氧自由基等，将五氯酚进行光催化降解，更加高效地去除废水中的五氯酚污染物。
附图说明
[0016]图1是碱木质素和异烟酰氯盐酸盐的反应图。
具体实施方式
[0017]为实现上述目的，本专利技术提供以下实施方式和实施例：一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料的制备方法如下：（1）向质量份数为6000
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10000份的去离子水中加入100份Bi(NO3)3，缓慢滴加浓硝酸，调节溶液pH至2
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3，搅拌溶解后加入36
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40份Na2WO4、1
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3.5份Nd(NO3)3和70
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150份十六烷基三甲基溴化铵，将溶液倒入高温反应釜中，加热至170
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185 ℃水热反应20
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30 h，离心分离，乙醇和去离子水洗涤，干燥后制得纳米花状的Nd掺杂Bi2WO6。
[0018]（2）向质量份数为800
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1500份的N,N
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二甲基甲酰胺溶剂中加入100份碱木质素和6
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15份异烟酰氯盐酸盐，搅拌溶解后加入1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料，其特征在于：所述Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料的制备方法如下：（1）向去离子水中加入Bi(NO3)3，缓慢滴加浓硝酸，调节溶液pH至2
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3，搅拌溶解后加入Na2WO4、Nd(NO3)3和十六烷基三甲基溴化铵，将溶液倒入高温反应釜中，加热至170
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185 ℃水热反应20
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30 h，离心分离，乙醇和去离子水洗涤，干燥后制得纳米花状的Nd掺杂Bi2WO6；（2）向N,N
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二甲基甲酰胺溶剂中加入碱木质素和异烟酰氯盐酸盐，搅拌溶解后加入敷酸剂三乙胺，然后发生反应，反应结束将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水析出沉淀，然后依次使用乙醇和丙酮离心洗涤，干燥后制得吡啶基碱木质素；（3）将吡啶基碱木质素和氢氧化钾混合均匀，然后放入气氛管式炉中，在氮气氛围中，控制升温速率为2
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5 ℃，然后加热至650
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800 ℃碳化2
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4 h，碳化结束后使用蒸馏水洗涤至中性，得到生物质氮掺杂多孔碳；（4）向去离子水中加入生物质氮掺杂多孔碳，超声分散后加入Nd掺杂Bi2WO6，搅拌6
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12 h，将溶液倒入高温反应釜中，加热至100
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130 ℃水热反应10
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20 h，过滤溶剂，干燥后得到Nd掺杂Bi2WO6纳米花
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生物质多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的一种Nd掺杂Bi2WO6纳米花

【专利技术属性】
技术研发人员：陈生，
申请(专利权)人：淮安兴淮消防设备有限公司，
类型：发明
国别省市：