一种制备制造技术

本发明专利技术提供了一种制备

【技术实现步骤摘要】
一种制备Ag/Bi2O3光催化剂的方法及以该光催化剂降解水中新型污染物的应用


[0001]本专利技术属于作为光催化剂的水处理材料，具体涉及双金属复合光催化剂的制备及其应用
。

技术介绍

[0002]17
α
‑
乙炔基雌二醇
(EE2)
被视为一种常见的
、
人工合成的
EDCs
具有很强的雌激素活性和稳定的化学性质的新型污染物，它严重干扰生物的神经发育
、
生殖和免疫系统等内分泌系统，
EE2
通过生物链富集，危害整个生态体系
。
作为可见光激发的光催化剂铋基半导体的
Bi2O3简单二元铋氧化物具有对可见光响应强
(Eg
＝
2.1
‑
2.91eV)、
良好的光化学稳定性和独特的电子能带结构等特点，但
Bi2O3电荷迁移率低
、
光生电子和空穴易复合限制了其应用
[
见：
S.Ashwini,S.C.Prashantha,Ramachandra Naik,et al.Journal of Science:Advanced Materials and Devices,4(2019):531
‑
537
；
J.Divya,N.J.Shivaramu,E.Coetsee,et al.Journal of Alloys and Compounds,842(2020):155641.]。
银纳米粒子可通过表面等离子体共振
(SPR)
效应在金属纳米粒子附近建立交变内电场降低电子和空穴复合和提高电荷迁移率从而充分可见光利用效率
[
见：
Keliang Wu,Pengcheng Wu,Zhenyu Li,et al.Jom,74(2022):4441
‑
4448
；
Fengting He,Shuaijun Wang,Hongfei Zhao,et al.Applied Surface Science,2019,485:70
‑
80.]。
文献
Muhammad Saeed,Atta ul Haq,Majid Muneer,et al.Physica Scripta,96(2021):125707.
选择氯化铋制备铋基前驱体，经高温煅烧获得
Bi2O3，再将
Bi2O3加入含有硝酸银的氨水溶液中，再加入葡萄糖，通过银镜反应得到
Ag
‑
Bi2O3，其煅烧所需的温度为
500℃、
时间
3h
；该方法对于污染物结晶紫的光催化降解率在
120min
时达到
92
％
。
该方法
Bi2O3缺少能够与
Bi(Ⅲ)
产生竞争配位的空穴的
C
＝
O
孤对电子，空穴是在光催化条件下提高光生电子这种电荷迁移率而充分利用可见光的主要因素，且制备过程需经两次高温煅烧，耗能较多
。
[0003]基于硫酸根的高级氧化法
(S
‑
AOPs)
是指通过活化过硫酸盐和过氧单硫酸盐阴离子，得到具有较高氧化电位的
·
SO4‑
(2.5
‑
3.1eV)。
在特殊情况下，
SO4·
‑
通过与具有芳香族
π
电子或不饱和键的有机化合物反应发生电子转移，芳香族
π
电子比
·
OH
更为富足，使
SO4·
‑
具有更高的选择性
。
此外，
SO4·
‑
具有更长的使用寿命
(40
μ
s)
和更宽的
pH
值范围
(2
‑
8)
等优点
。
然而，过硫酸盐中硫酸根的生成速率并不高，能否利用光催化技术活化过硫酸盐而构建通过过硫酸盐耦合型高级氧化体系以高效地降解水中有机污染物尚未被研究
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是通过水热
‑
煅烧法制备
Ag/Bi2O3复合材料光催化水处理剂，并通过过硫酸盐的耦合构建耦合型高级氧化体系，在兼顾广谱抗菌性能的情况下实现对新型有机污染物
EDCs
的有效去除
。
[0005]为实现以上目的，本专利技术具体途径是：
[0006]本专利技术公开的
Ag/Bi2O3复合光催化剂的合成方法，具体步骤如下：
[0007](
一
)
一种银
/
氧化铋复合光催化剂的制备方法
[0008]包括以下步骤：
[0009](1)
将硝酸铋和硝酸银溶于
100mL
二甲基甲酰胺和去离子水组成的混合溶液中，在室温下磁力搅拌
30min
；所述
100mL
混合溶液中的二甲基甲酰胺与去离子水是按体积比
1:1
组成的；
[0010](2)
将
36mmol
均苯三甲酸加入到上述溶液中，继续搅拌
1h
后转移到反应釜中，放入烘箱中于
150℃
下反应
2h
得到棕色固体，洗涤，烘干，即为银基
‑
铋基前驱体；
[0011](3)
研磨银基
‑
铋基前驱体
,
将前驱体粉末放入马弗炉中，在
350℃
下煅烧
2h
，得到灰蓝色固体，即为银
/
氧化铋复合光催化剂，该复合光催化剂的结构为小孔的
Bi2O3表面负载有
Ag
纳米颗粒的纳米片
。
[0012]优选地，所述步骤
(1)
中硝酸银和硝酸铋的总投加量为
6mmol。
[0013](
二
)
银
/
氧化铋复合光催化剂的用途
[0014]所述银
/
氧化铋复合光催化剂去除污水中的新型污染物和有害微生物
。
[0015]优选地，所述银
/
氧化铋复合光催化剂高效
、
快速去除水中的新型污染物
EE2。
[0016]优选地，所述的银
/
氧化铋复合光催化剂在黑暗和光照情况下高效地去除对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌
。
[0017](
三
)
银
/
氧化铋复合光催化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Ag/Bi2O3光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)
将5～
1mmol
硝酸铋和1～
5mmol
硝酸银溶于
100mL
二甲基甲酰胺和去离子水组成的混合溶液中，在室温下磁力搅拌
30min
；所述
100mL
混合溶液中；
(2)
将
36mmol
均苯三甲酸加入到上述溶液中，继续搅拌
1h
后转移到反应釜中，放入烘箱中于
150℃
下反应
2h
得到棕色固体，洗涤，烘干，收集银基
‑
铋基前驱体；
(3)
研磨银基
‑
铋基前驱体，将该前驱体粉末放入马弗炉在
350℃
下煅烧
2h
，得到的灰蓝色固体即为
Ag/Bi2O3复合光催化剂，其结构为小孔的
Bi2O3表面负载有
Ag
纳米颗粒的纳米片
。2.
如权利要求1所述的
Ag/Bi2O3光催化剂的制备方法，其特征在于：硝酸铋和硝酸银二者按总投加量
6mmol
溶于
100mL
二甲基甲酰胺和去离子水组成的混合溶液中，二甲基甲酰胺与去离子水是按体积比
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰芝，马敏，唐悦，杨晓微，杨川花，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：