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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸波材料制备领域,特别涉及一种高活性{110}与{001}晶面共暴露的bi0/bioi/zco吸波材料及制备方法和在全氟辛酸高效脱氟降解方面的应用。
技术介绍
1、全氟辛酸(pfoa)是一种典型的全氟烷基化合物,其具有极高的热稳定性、化学稳定性及表面活性,被广泛用于包装材料、消防泡沫、润滑剂和涂料等工业产品。pfoa可通过摄取、吸入、皮肤接触等被人体吸收,从而诱发癌症、肝肿大等疾病。它的c-f键具有超高的键解离能,使其分子结构稳定,很难自然降解。进入水体的pfoa可随食物链威胁人类的生命健康。因此,寻找高效去除环境水体中pfoa污染的新方法迫在眉睫。
2、微波(mw)协同吸波材料的催化技术,具有反应活化能低、穿透力强、反应速率快等优点,已被广泛应用于环境污染控制方面的研究。该技术的核心是构筑高效mw吸收、丰富活性位点、结构稳定的mw催化材料。bioi独特的层状结构有利于载流子的高效分离及目标物的层间迁移,是一种良好的mw吸收材料。由于bioi不同晶面的各向异性,可通过调控晶面暴露程度来调控其电荷分离及聚集性能。为了进一步提高材料的载流子分离效率、延长载流子的寿命,构建异质结及肖特基结是比较有效的途径。
技术实现思路
1、为了解决上述存在的技术问题,本专利技术提供一种具有超高载流子分离效率的高活性晶面共暴露的三元花状bi0/bioi/zco吸波材料及其制备方法和降解pfoa中的应用。
2、本专利技术采用的技术方案是:一种高活性晶面共暴露三元花状b
3、一种高活性晶面共暴露三元花状bi0/bioi/zco吸波材料的制备方法,方法包括如下步骤:
4、1)zco的制备:将co(no3)2·6h2o和zn(no3)2·6h2o溶解在乙醇中,用氨水调节溶液ph值至9,将所得悬浮液转移到聚四氟乙烯衬里的高压釜中,进行水热反应,洗涤干燥,所得产物在马弗炉中煅烧,得zco;
5、2)bioi/zco的制备:将bi(no3)3·5h2o溶于无水乙醇得到溶液a,将ki溶于去离子水得到溶液b,在剧烈搅拌下,将溶液b缓慢滴加至溶液a中,再加入zco粉末,所得混合液搅拌2~3h后,转移至高压釜中,进行水热反应,所得产物经洗涤干燥,得bioi/zco;
6、3)bi0/bioi/zco吸波材料的制备:取bi(no3)3·5h2o溶解于乙二醇中,再加入bioi/zco,超声分散均匀后转移到反应釜中,进行水热反应,所得产物洗涤干燥,得bi0/bioi/zco吸波材料。
7、进一步的,步骤1)中,所述水热反应是,于180℃下反应2~24h。
8、进一步的,步骤1)中,所述煅烧是,400℃下煅烧2~3h。
9、进一步的,步骤2)中,所述水热反应是,于180℃下反应2~24h。
10、进一步的,步骤3)中,所述水热反应是,于160℃下反应2~15h。
11、本专利技术提供的高活性晶面共暴露三元花状bi0/bioi/zco吸波材料协同微波在全氟辛酸高效脱氟降解中的应用。
12、进一步的,方法如下:调节含有全氟辛酸的溶液ph为2~5,加入bi0/bioi/zco吸波材料,微波辐射1~6min。
13、进一步的,微波功率为700w。
14、进一步的,含有全氟辛酸的溶液浓度为5~15mg·l-1,bi0/bioi/zco吸波材料的加入量为0.1~0.5mg/ml。
15、本专利技术的有益效果是:
16、1、本专利技术通过简单的溶剂热法制备了具有{110}与{001}高活性晶面共暴露的3d分层级bioi微花,进一步水热使其与znco2o4纳米立方体形成bioi/zco异质结,再一次水热使其表面原位生长0d半金属bi0,得到高活性{110}与{001}晶面共暴露的3d分层级bi0/bioi/zco三元复合mw吸收材料。在mw驱动下,该材料对pfoa表现出超高的催化降解活性。
17、2、本专利技术制备的具有合适{110}与{001}活性晶面暴露比的3d分层级bi0/bioi/zco三元复合mw吸收材料展现了更强的mw协同降解pfoa能力,有助于推动微波催化技术在全氟烷基化合物水污染净化领域的应用。
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1.一种高活性晶面共暴露三元花状Bi0/BiOI/ZCO吸波材料,其特征在于,所述高活性晶面共暴露三元花状Bi0/BiOI/ZCO吸波材料是,{110}与{001}晶面共暴露的Bi0/BiOI/ZCO吸波材料;按质量百分比,含有10~25%的Bi0。
2.权利要求1所述的一种高活性晶面共暴露三元花状Bi0/BiOI/ZCO吸波材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述水热反应是,于180℃下反应2~24h。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述煅烧是,400℃下煅烧2~3h。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述水热反应是,于180℃下反应2~24h。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述水热反应是,于160℃下反应2~15h。
7.权利要求1所述的高活性晶面共暴露三元花状Bi0/BiOI/ZCO吸波材料协同微波在全氟辛酸高效脱氟降解中的应用。
8.
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,微波功率为700W。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,含有全氟辛酸的溶液浓度为5~15mg·L-1,Bi0/BiOI/ZCO吸波材料的加入量为0.1~0.5mg/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种高活性晶面共暴露三元花状bi0/bioi/zco吸波材料,其特征在于,所述高活性晶面共暴露三元花状bi0/bioi/zco吸波材料是,{110}与{001}晶面共暴露的bi0/bioi/zco吸波材料;按质量百分比,含有10~25%的bi0。
2.权利要求1所述的一种高活性晶面共暴露三元花状bi0/bioi/zco吸波材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述水热反应是,于180℃下反应2~24h。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述煅烧是,400℃下煅烧2~3h。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述水热...
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