一种不锈钢网负载氧化铋纳米片的制备方法及其应用与流程

文档序号:14974025发布日期:2018-07-20 18:49阅读:172来源:国知局

本发明涉及光催化剂合成技术领域,特别涉及一种不锈钢网负载氧化铋纳米片的制备方法及其应用。



背景技术:

能源危机与环境污染问题一直以来是影响经济可持续发展的重要议题。太阳能是地球上取之不尽用之不竭的重要能量来源,全球的能源危机与环境污染问题促使人类将目光投太阳能。自从上世纪70年代tio2被发现具有光催化产氢现象以来,半导体光催化技术已成为解决能源与环境危机的重要技术。

近年来的研究发现,氧化铋化合物具有优异的可见光催化活性,为发展高效可见光光催化材料提供了重要的途径。纳米级光催化材料由于具有较高的比表面积从而能够提供更多的光催化活性位点,从而具有更高的太阳能转换效率。目前,纳米结构的氧化铋光催化剂主要以粉末形式悬浮分散在有机污染废水中,很难做到对光催化剂材料的回收重复利用。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种不锈钢网负载氧化铋纳米片的制备方法及其应用,将光催化材料氧化铋纳米片负载在不锈钢网基底上,解决了氧化铋纳米片光催化剂有效回收重复利用的问题,具有简单、易操作、催化活性高,并且能够回收重复利用的特点。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

一种不锈钢网负载氧化铋纳米片的制备方法,包括以下步骤:

步骤一:

取丙酮与乙二醇按照体积比例1~4:1混合得到18ml溶剂a,向溶剂a中加入0.6-2.4gbi(no3)3·5h2o,在室温条件下用磁力搅拌30min得到溶液b;

步骤二:

剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗;

步骤三:

将溶液b转移到反应釜中,并将清洗后的不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子;

步骤四:

将反应釜置于烘箱中溶剂热反应后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

所述的溶剂热反应温度为160-180℃,反应时间为3-8h。

所述的溶剂热反应完成后需自然冷却至室温。

所述的不锈钢网负载氧化铋纳米片中氧化铋主要以片状结构连接在一起,片长0.2~0.5μm。

所述的不锈钢网负载氧化铋纳米片的材料进行光催化后用于光催化降解。

本发明的有益效果:

采用溶剂热法,以bi(no3)3·5h2o为铋源、丙酮与乙二醇的混合液为溶剂、以不锈钢网为基底,制备不锈钢网负载氧化铋纳米片,工艺流程简单。产品性能优良,具有较好光催化降解性能,并且能够可回收重复利用。

附图说明

图1为本发明产物50μmxrd谱图。

图2为本发明产物1μmxrd谱图。

图3光催化降解性能对比图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

1)取12ml的丙酮与6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入0.6g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在160℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例2

1)取12ml的丙酮与6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入1.2g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在160℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例3

1)取12ml的丙酮与6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入1.8g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在160℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例4

1)取12ml的丙酮与6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入2.4g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在160℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例5

1)取12ml的丙酮与6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入0.6g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在180℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例6

1)取12ml的丙酮与6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入0.6g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在180℃下溶剂热反应12h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例7

1)取9ml的丙酮与9ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入0.6g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在180℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

实施例8

1)取14.4ml的丙酮与3.6ml的乙二醇混合得到溶剂a,向溶剂a中加入0.6g的bi(no3)3·5h2o,搅拌30min得到溶液b。

2)剪裁面积为3*1cm2的不锈钢网,经过去离子水、乙醇、丙酮超声清洗。

3)将溶液b转移到反应釜中,并将不锈钢网浸入反应釜中,拧紧反应釜盖子。

4)将反应釜置于烘箱中,在180℃下溶剂热反应6h后得到产物不锈钢网负载氧化铋纳米片。

如图3所示从图中可以看到,空白的不锈钢网几乎没有任何光催化降解性能,经过170分钟后,染料的浓度变化c/c0的值依然为0.9。而不锈钢网负载氧化铋纳米片的光催化降解效果非常明显,经过一个小时后染料的浓度变化c/c0的值已经降到为0.6,经过170分钟后,染料的浓度变化c/c0的值已经降到为0.03,染料几乎完全被降解掉。而商业氧化钛的光催化降解性能远不如氧化铋纳米片粉末以及不锈钢网负载氧化铋纳米片的降解性能。170分钟后,氧化钛粉末降解的染料的浓度变化c/c0的值才到到为0.51。

因此从实验对比中可以发现,我们的新型不锈钢网负载氧化铋纳米片的光催化降解性能远远高于商业氧化钛粉末的光催化降解性能。

本发明中制备的制备不锈钢网负载氧化铋纳米片负极材料包含不锈钢网和氧化铋纳米片,不锈钢网在在光催化剂中可以反复使用回收。

氧化铋主要以片状结构连接在一起,片长0.2~0.5μm,这种薄片状的纳米片的比表面积大,可以增大与可降解物质的接触面,提高降解速率。

如图1所示为本发明制备的不锈钢网负载氧化铋纳米片低倍sem图,从图中可以看出二硫化钼纳米片组成的薄膜均匀覆盖在不锈钢网基底上。

如图2所示为本发明制备的不锈钢网负载氧化铋纳米片的高倍sem图,从图中可以看出氧化铋主要以的片状为10纳米以下的超薄纳米片的形式连接在一起均匀的覆盖在不锈钢网上。

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