【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化领域，尤其涉及一种木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法和应用。
技术介绍
1、随着社会工业化的发展，环境污染大量排放。这些污染物对人类健康产生一系列不利影响，对生态造成严重危害。例如，亚甲基蓝是纺织工业中最常用的污染物之一，是水生生物的主要污染物之一，但过量接触对人体有害，会导致过敏、皮炎、内分泌干扰、心血管疾病等。因此，有效地预防和管理有机污染至关重要。对于可持续清洁能源的产生，光催化是一种“友好”的能量转换技术。通常，光催化反应是以半导体光催化材料为催化剂，利用光能将有机材料转化为二氧化碳和水。近年来氧化锌、二氧化钛、氧化锆、硫化镉和其他半导体光催化剂已被创造出来，目前使用的大多数半导体光催化剂具有较大的带隙和较高的电子-空穴复合率，这限制了它们在极少量的可见光和紫外光下的有效激发，影响了光的吸收和利用。一种好的光催化剂应具有良好的化学稳定性，价格合理且易于在液体中混合。此外，为了使太阳能在实际应用中得到有效利用，它必须具有广泛的光吸收光谱和光载流子分离效率。
2、bivo4是一种可见光驱动的n型半导体光催化剂，具有成本低、毒性低、化学稳定性高、耐光腐蚀和窄带隙(2.4ev)、可见光谱效应等优异特性。bivo4作为可见光响应光催化剂，既可以分解水制氢，也可以降解有机污染物污染物(如亚甲基蓝mb、抗生素tc)。但是bivo4光诱导产生光生电子和空穴的快速复合限制其光催化活性。
技术实现思路
1、本专利技术是要解决现有bivo4作为可见光响
2、本专利技术木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、一、利用碱木质素制备碳量子点溶液；
4、二、bivo4/cqds的制备：
5、将bi(no3)3·5h2o溶于hno3水溶液中，在常温状态下搅拌，然后加入nh4vo3继续搅拌，得到混合溶液a；
6、将尿素缓慢分散到混合溶液a中，常温状态下搅拌，得到混合溶液b；然后取碳量子点溶液加入混合溶液b中，磁力搅拌均匀后将溶液进行超声分散，将分散均匀的溶液转移到聚四氟乙烯内衬，密闭于不锈钢釜中，放入150-180℃恒温干燥箱反应10-12h，反应结束后待反应釜自然冷却至室温，离心分离出亮黄色粉末，用超纯水洗涤，干燥，即得到bivo4/cqds复合材料。
7、进一步的，步骤一中碳量子点溶液的制备方法为：
8、将碱木质素溶解于去离子水中，常温状态下搅拌，然后超声处理，超声结束后于常温状态下进行搅拌，搅拌过程中加入乙二胺，再滴入双氧水搅拌，然后将分散均匀的溶液转移到聚四氟乙烯内衬中，密闭于不锈钢釜中，放入恒温干燥箱反应，反应结束后待反应釜自然冷却至室温，打开反应釜，即获得棕黄色溶液；
9、棕黄色溶液进行离心，然后用0.22μm水系滤膜的玻璃砂芯过滤器过滤，随后使用3000da透析袋在去离子水中透析48h，期间每隔12h换一次水，透析后离心，获得碳量子点溶液，用棕色塑料试剂瓶4℃保存。
10、进一步的，步骤二中hno3水溶液的浓度为1mol/l。
11、进一步的，步骤二中bi(no3)3·5h2o的质量与hno3水溶液的体积比为0.2g：(50-64)ml。
12、进一步的，步骤二中bi(no3)3·5h2o和nh4vo3的摩尔比为1:(1-2)。
13、进一步的，步骤二中bi(no3)3·5h2o和尿素的质量比为1:(4-6)。
14、进一步的，步骤二中碳量子点溶液与混合溶液b的体积比为1:(0.5-1.5)。
15、进一步的，步骤二中搅拌的条件均为120r/min搅拌30-60min。
16、进一步的，步骤二中离心的条件为9000r/min离心5-10min。
17、进一步的，步骤二中干燥的条件为60℃干燥24h。
18、本专利技术还提供木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料在提高对有机染料降解中的应用。
19、进一步的，所述有机染料为亚甲基蓝。
20、本专利技术的有益效果：
21、木质素是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源，具有产量大、来源广、可再生等优点。而工业木质素多作为造纸工业副产物及其他低附加值产品，并不能充分的利用木质素，这不仅浪费资源而且污染环境。本专利技术以碱性木质素为前驱体，通过水热法自下而上的制备出具有荧光效应的碳量子点溶液cqds，将其与bivo4进行复合，制备bivo4/cqds复合材料，用于将有机污染物降解为低毒或无毒的小分子物质。
22、用xrd、ft-ir、sem、tem、uv-vis等测试方法对bivo4/cqds进行了详细表征，结果证实cqds成功复合在bivo4。从而增强了其光催化降解亚甲基蓝的降解效率。通过引入cqds可以减少bivo4的禁带宽度，从而提高对光的吸收和促进光生电子转移。禁带宽度从2.45ev降至2.31ev，光电流也增加了1.2倍。cqds高度分散在bivo4表面上形成界面相互作用，及cqds上转换性能和良好的电子传输能力与bivo4光催化性能的协同作用。
23、从光催化的结果来看，碳量子点的加入可以显著提高材料对有机染料的光降解性能。在降解亚甲基蓝染料的实验中，复合材料的光催化效果明显优于纯bivo4的催化效果，亚甲基蓝的降解率可达到91％。对复合材料进行的循环实验，结果证明复合材料的稳定性较好，可以进行重复使用。
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1.木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中碳量子点溶液的制备方法为：
3.根据权利要求1或2所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中Bi(NO3)3·5H2O的质量与HNO3水溶液的体积比为0.2g:(50-64)mL。
4.根据权利要求3所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3的摩尔比为1:(1-2)。
5.根据权利要求4所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中Bi(NO3)3·5H2O和尿素的质量比为1:(4-6)。
6.根据权利要求5所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中碳量子点溶液与混合溶液B的体积比为1:(0.5-1.5)。
7.根据权利要求6所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方
8.根据权利要求7所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中离心的条件为9000r/min离心5-10min。
9.如权利要求1所述方法制备的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料在提高对有机染料降解中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于所述有机染料为亚甲基蓝。
...【技术特征摘要】
1.木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中碳量子点溶液的制备方法为：
3.根据权利要求1或2所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中bi(no3)3·5h2o的质量与hno3水溶液的体积比为0.2g:(50-64)ml。
4.根据权利要求3所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中bi(no3)3·5h2o和nh4vo3的摩尔比为1:(1-2)。
5.根据权利要求4所述的木质素碳量子点修饰钒酸铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中bi(no3)3·...
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