一种微球状钒酸铋光催化材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种微球状钒酸铋光催化材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着人类不断发展，对环境污染的控制和治理是人类社会面临的急需解决的问题，BiVO4作为一类新型半导体光催化材料，光化学性能稳定，氧化还原能力强，无毒、价廉等优点成为可见光光催化研究领域的热点。目前制备微球状光催化剂使用较多的是模板法，但该方法在使用时存在合成过程繁琐，模板难以去除以及模板去除时结构容易坍塌等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、对反应设备要求低且具有高光催化能力的微球状钒酸铋光催化材料的制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种微球状钒酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下:
[0005]取相同摩尔浓度及相同体积的Bi (NO3) 3.5Η20溶液和NH4VO3溶液混合，反应后得到钒酸铋溶液，所述Bi (NO3)3.5Η20溶液的摩尔浓度为0.08mol/L?0.12mol/L，所述NH4VO3溶液的摩尔浓度为0.08mol/L?0.12mol/L ;将经硝酸预处理后的棉花模板加入上述钒酸铋溶液中浸泡，浸泡后将棉花模板烘干，并进行热处理，去除棉花模板得到微球状钒酸铋光催化材料。
[0006]进一步地，该Bi (NO3) 3.5Η20溶液的摩尔浓度为0.lmol/L,所述NH4VO3溶液的摩尔浓度为0.lmol/Lo
[0007]进一步地，该Bi (NO3) 3.5H20溶液和NH4VO3溶液混合，磁力搅拌lh，得到钒酸铋溶液。
[0008]进一步地，该棉花模板用硝酸处理的过程为:将棉花浸没于硝酸溶液中，以使棉花表面的羟基氧化为羰基，并除去棉花表面的杂质，棉花取出后洗涤烘干，得到所述的棉花模板；所述硝酸溶液的摩尔浓度为2mol/L。
[0009]进一步地，该热处理的过程为:从室温升温至480°C?500°C的温度下处理2h。
[0010]进一步地，该棉花模板加入上述钒酸铋溶液中浸泡时间大于12h。
[0011]本发明还公开了一种根据上述方法制备的微球状钒酸铋光催化材料
[0012]本发明一种微球状钒酸铋光催化材料的制备方法具有如下优点:
[0013]1.以天然棉花作为生物模板合成钒酸铋光催化材料，模板价廉易得、绿色环保、易于去除。2.对反应设备要求低且反应条件温和，合成工艺简单易于实现。3.采用该方法制备的微球状光催化材料，具有强吸附力和高的光催化降解能力。4.为制备其它微球状材料提供了参考依据。
【附图说明】
[0014]图1为本发明中对比例、实施例1和实施例2中制备的钒酸铋光催化材料的XRD图；
[0015]图2为本发明中制备的钒酸铋光催化材料的SHM图；
[0016]2a为本发明对比例I中制备的钒酸铋光催化材料的SEM图；
[0017]2b为本发明对比例2中制备的钒酸铋光催化材料的SEM图；
[0018]2c为本发明实施例1中制备的钒酸铋光催化材料的SM图；
[0019]2d为本发明实施例2中制备的钒酸铋光催化材料的SEM图；
[0020]2e为本发明实施例3中制备的钒酸铋光催化材料的SM图；
[0021 ] 图3为本发明中对比例、实施例1和实施例2中制备的钒酸铋光催化材料的紫外-可见漫反射图；
[0022]图4为本发明中制备的钒酸铋光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解效率图；
[0023]4a为本发明对比例中制备的钒酸铋光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解效率图；
[0024]4b为本发明实施例1中制备的钒酸铋光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解效率图；
[0025]4c为本发明实施例2中制备的钒酸铋光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解效率图。
【具体实施方式】
[0026]对比例I
[0027]分别取50ml 的 Bi (NO3) 3.5H20 溶液和 NH4VO3溶液混合，Bi (NO 3) 3.5H20 溶液和NH4VO3溶液摩尔浓度均为0.0lmol/L，磁力搅拌lh，得到混合溶液。取经摩尔浓度为2mol/L的硝酸预处理后的棉花模板加入上述混合溶液中浸泡，以棉花模板浸没于混合溶液中，浸泡12h以上后将棉花模板烘干，并放置在马弗炉中，在500°C的温度下热处理2h，降温并去除棉花模板，得到微球状钒酸铋光催化材料。棉花模板的具体处理过程为:将棉花浸没于摩尔浓度为2mol/L的硝酸中浸泡12h后，取出洗涤，放置于烘箱内在50°C的条件下烘干即得。
[0028]由上述方法制备的钒酸铋光催化材料。将该钒酸铋光催化材料标记为a。
[0029]对比例2
[0030]分别取50ml 的 Bi (NO3) 3.5H20 溶液和 NH4VO3溶液混合，Bi (NO 3) 3.5H20 溶液和NH4VO3溶液摩尔浓度均为0.05mol/L，磁力搅拌lh，得到混合溶液。取经摩尔浓度为2mol/L的硝酸预处理后的棉花模板加入上述混合溶液中浸泡，以棉花模板浸没于混合溶液中，浸泡12h以上后将棉花模板烘干，并放置在马弗炉中，在500°C的温度下热处理2h，降温并去除棉花模板，得到微球状钒酸铋光催化材料。棉花模板的具体处理过程为:将棉花浸没于摩尔浓度为2mol/L的硝酸中浸泡12h后，取出洗涤，放置于烘箱内在50°C的条件下烘干即得。[0031 ] 由上述方法制备的钒酸铋光催化材料，将该钒酸铋光催化材料标记为b。
[0032]实施例1
[0033]分别取50ml 的 Bi (NO3) 3.5H20 溶液和 NH4VO3溶液混合，Bi (NO 3) 3.5H20 溶液和NH4VO3溶液摩尔浓度均为0.lmol/L，磁力搅拌lh，得到混合溶液。取经摩尔浓度为2mol/L的硝酸预处理后的棉花模板加入上述混合溶液中浸泡，以棉花模板浸没于混合溶液中，浸泡12h以上后将棉花模板烘干，并放置在马弗炉中，在500°C的温度下热处理2h，降温并去除棉花模板，得到微球状钒酸铋光催化材料。棉花模板的具体处理过程为:将棉花浸没于摩尔浓度为2mol/L的硝酸中浸泡12h后，取出洗涤，放置于烘箱内在50°C的条件下烘干即得。
[0034]实施例2
[0035]分别取50ml 的 Bi (NO3) 3.5H20 溶液和 NH4VO3溶液混合，Bi (NO 3) 3.5H20 溶液和NH4VO3溶液摩尔浓度均为0.08mol/L，磁力搅拌lh，得到混合溶液。取经摩尔浓度为2mol/L的硝酸预处理后的棉花模板加入上述混合溶液中浸泡，以棉花模板浸没于混合溶液中，浸泡12h以上后将棉花模板烘干，并放置在马弗炉中，在480°C的温度下热处理2h，降温并去除棉花模板，得到微球状钒酸铋光催化材料。棉花模板的具体处理过程为:将棉花浸没于摩尔浓度为2mol/L的硝酸中浸泡12h后，取出洗涤，放置于烘箱内在50°C的条件下烘干即得。
[0036]由上述方法制备的微球状钒酸铋光催化材料。将该微球状钒酸铋光催化材料标记为do
[0037]实施例3
[0038]分别取50ml 的 Bi (NO3) 3.5H20 溶液和 NH4VO3溶液混合，Bi (NO 3) 3.5H20 溶液和NH4VO3溶液摩尔浓度均为0.12mol/L，磁力搅拌lh，得到混合溶液。取经摩尔浓度为2mol/L的硝酸预处理后的棉花模板加入上述混合溶液中浸泡，以棉花模板浸没于混合溶液中，浸泡12h以上后将棉花模板烘干，