20，搅拌6 h后转入50 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜，在160 °C下恒温18 h，自然冷却后得到水热产物。将得到的样品分别用蒸馏水和乙醇清洗3次，然后将样品放置在60°C真空干燥箱中12 h，即制得磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料。
[0029]实施例3:
将冬瓜洗净，去皮、去囊，剪切成2 cm X 2 cm X 4 cm大小，将其放入反应釜，再加入水，在混合体系的温度为180°C条件下进行水热反应12 h，反应完成后得到碳基湿凝胶，将碳基湿凝胶在冰箱中进行冷冻处理24 h，得到内部水分被均匀冷冻的固体样品，将样品在冷冻干燥机中干燥24 h后即得生物质碳气凝胶材料。
[0030]称取0.3372 g Bi(NO3)2.5H20溶解于30 mL乙二醇/水的溶剂(体积比为2:1)中，超声振荡至其完全溶解，然后将0.04 g生物质碳气凝胶加到上述溶液中，搅拌30 min至其溶解，然后加入0.1096 g NaH2PO4.2H20，搅拌6 h后转入50 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜，在160 °C下恒温18 h，自然冷却后得到水热产物。将得到的样品分别用蒸馏水和乙醇清洗3次，然后将样品放置在60°C真空干燥箱中12 h，即制得磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料。
[0031]实施例4: 将冬瓜洗净，去皮、去囊，剪切成2 cm X 2 cm X 4 cm大小，将其放入反应釜，再加入水，在混合体系的温度为180°C条件下进行水热反应12 h，反应完成后得到碳基湿凝胶，将碳基湿凝胶在冰箱中进行冷冻处理24h，得到内部水分被均匀冷冻的固体样品，将样品在冷冻干燥机中干燥24h后即得生物质碳气凝胶材料。
[0032]称取0.4817 g Bi(NO3)2.5H20溶解于30mL乙二醇/水的溶剂(体积比为2:1)中，超声振荡至其完全溶解，然后将0.04 g生物质碳气凝胶加到上述溶液中，搅拌30 min至其溶解，然后加入0.1565 g NaH2PO4.2H20，搅拌6 h后转入50 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜，在160 °C下恒温18 h，自然冷却后得到水热产物。将得到的样品分别用蒸馏水和乙醇清洗3次，然后将样品放置在60°C真空干燥箱中12 h，即制得磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料。
[0033]实施例5:
将冬瓜洗净，去皮、去囊，剪切成2 cm X 2 cm X 4 cm大小，将其放入反应釜，再加入水，在混合体系的温度为180°C条件下进行水热反应12 h，反应完成后得到碳基湿凝胶，将碳基湿凝胶在冰箱中进行冷冻处理24 h，得到内部水分被均匀冷冻的固体样品，将样品在冷冻干燥机中干燥24h后即得生物质碳气凝胶材料。
[0034]称取0.7226 g Bi(NO3)2.5H20溶解于30 mL乙二醇/水的溶剂(体积比为2:1)中，超声振荡至其完全溶解，然后将0.04 g生物质碳气凝胶加到上述溶液中，搅拌30 min至其溶解，然后加入0.2348 g NaH2PO4.2H20，搅拌6 h后转入50 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜，在160 °C下恒温18 h，自然冷却后得到水热产物。将得到的样品分别用蒸馏水和乙醇清洗3次，然后将样品放置在60°C真空干燥箱中12 h，即制得磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料。
[0035]二、利用X射线单晶衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、透射电子显微镜(TEM)等对以上五个实施例制成的样品的晶相和结构进行分析。
[0036]图1为本发明实例1、2、3、4、5所制备样品的XRD谱图，由图1可知所制备的样品的衍射峰与六方相BiP04(JCPDS N0.16-0766)的衍射峰位置完全对应，并且峰形很尖锐，是结晶度高的纯的六方相，表明制备的样品为六方相的磷酸铋。
[0037]图2为本发明为本发明实例1、2、3、4、5所制备样品的FTIR谱图，制备的样品在540cm—1、590 cm—1、1029 cm—1分别归属于δ (O-P-O)、v4(PO4)、v3 (PO4)的伸缩振动，表明所制备的样品为磷酸铋。
[0038]图3为本发明实例3所制备的样品的拉曼谱图，从谱图中表明磷酸铋复合材料在127、166、230、280、967和1036?11—1处拉曼峰，其中127、166、230、280 cm—1 归属于B1-O键的弯曲振动，408、554 cm—1分别归属于P043—的V2和V4弯曲振动，967 cm—1归属于P043—的称伸缩振动，1036 cm—1归属于P043—的反对称伸缩振动;在1356 cm—1和1596 cm—1处有明显的碳材料的D峰和G峰，这表明所制备的样品中同时包含磷酸铋与碳气凝胶的特征峰。
[0039]图4为本发明实例3所制备的样品的扫描电镜图。由图4可见:所制备的样品具有规整的且形貌均一的棒状形状。
[0040]图5为本发明实例4所制备的样品的扫描电镜图。由图5可见:所制备的样品具有规整的且形貌均一的棒状形状。
[0041]图6为本发明实例5所制备的样品的扫描电镜图。由图6可见:所制备的样品具有规整的且形貌均一的棒状形状。
【主权项】
1.一种棒状磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: I)将去皮、去囊的冬瓜后剪切成块状，洗净后于180°c下进行一次水热反应12 h，取得生物质碳基湿凝胶； 2)将生物质碳基湿凝胶冷冻、干燥，取得生物质碳气凝胶； 3)将硝酸铋、生物质碳气凝胶和磷酸二氢钠混合进行二次水热反应，取得水热产物； 4)将水热产物的固相经水和乙醇交替洗涤后真空干燥，取得棒状磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述块状尺寸为2cmX2 cmX4 cm。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤I)中，采用超声对切成块状的冬瓜进行清洗。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤2)中，先将生物质碳基湿凝胶冷冻至内部水分被均匀冷冻的固体，再将固体放入_55°C的冷冻干燥机中干燥24 h。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤3)中，先将硝酸铋溶解于乙二醇或水后，加入生物质碳气凝胶，待生物质碳气凝胶溶解后，再加入NaH2PO4.2H20;所述硝酸铋和生物质碳气凝胶的投料质量比为3?18:1;所述NaH2PO4.2H20和生物质碳气凝胶的投料质量比为0.78?6:1。6.根据权利要求1或5所述制备方法，其特征在于所述步骤3)中，二次水热反应的温度条件为160°C。7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于所述步骤3)中，所述硝酸铋和生物质碳气凝胶的投料质量比为8.43:1。8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于所述步骤3)中，所述NaH2PO4.2H20和生物质碳气凝胶的投料质量比为2.74:1。9.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤4)中真空干燥温度条件为60°C，时间为12 ho
【专利摘要】一种棒状磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料的制备方法，属于材料制备和光催化环境污染治理的技术领域，本发明将冬瓜去除皮和囊，无需添加任何表面活性剂，通过水热法即可得到生物质碳基湿凝胶。取得的棒状磷酸铋负载生物质碳气凝胶材料直径大小为0.3μm～0.5μm，对模拟染料废水亚甲基蓝溶液的光催化降解作用：对于10mg/L亚甲基蓝水溶液，加入适量磷酸铋/生物质碳气凝胶复合材料后，经可见光照射3.5h，亚甲基蓝的降解率达到90%，有望将其在处理染料废水领域中得到应用。
【IPC分类】B01J27/186, C02F1/30, B01J35/02
【公开号】CN105498815
【申请号】CN201510886395
【发明人】谢吉民, 侍明近, 魏巍, 陈国云, 刘润兴, 胡青华, 韩合坤, 陆俊炜, 高金荣, 闫早学
【申请人】扬州天辰精细化工有限公司, 江苏大学, 镇江全邦材料科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月7日