[發(fā)明專利]一種靜電紡絲法制備聚乙烯醇BiVO4 復合纖維的方法

有效

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• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103088457A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 任慧君;楊薇;談國強;黃靖;羅洋洋
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D01F6/50
• 分類號: D01F6/50;D01F1/10;D01D1/02;D01D5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于功能材料領域，具體涉及一種靜電紡絲法制備聚乙烯醇BiVO₄復合纖維的方法。

背景技術(shù)

從20世紀70年代起，BiVO₄以其優(yōu)越的技術(shù)性能受到各國學者越來越廣泛的關注。BiVO₄不但具有鐵彈性，同時還具有聲光轉(zhuǎn)換性、離子導電性等特性，因此BiVO₄在離子導電陶瓷領域具有良好的應用前景。BiVO₄主要有三種晶相，即四方鋯石相、單斜白鎢礦相和四方白鎢礦相，其中單斜晶相釩酸鉍的禁帶寬度為2.3-2.4eV，它足夠高的價帶完全可以實現(xiàn)空穴（h⁺）對有機污染物的降解，并且導帶位置也有利于光生電子的還原，具有較高的氧化能力，且其價帶氧化電位位于2.4eV附近，能夠?qū)崿F(xiàn)在可見光下分解水和降解有機污染物的目標；所以，BiVO₄是一種新型的可見光降解水材料。

目前傳統(tǒng)的污水處理方法雖然工藝成熟，但不能有效地去除水體中高濃度的生物難降解的有機污染物。在常溫、常壓下光催化能夠使多種難降解有機化合物降解為二氧化碳和水，操作條件容易控制，不會造成二次污染的突出優(yōu)點而備受關注。

作為新型可見光降解水材料的BiVO₄不僅對多種有機污染物，如亞甲基藍染料、丙酮醛、壬酚等表現(xiàn)出較高的活性，甚至在AgNO₃的存在下能夠?qū)⑺趸懦鲅鯕狻Ｕ怯捎贐iVO₄有著如此優(yōu)異的性能，使得國內(nèi)外的學者非常重視，但大多都是將BiVO₄制備成粉體，且采用微乳液法、化學浴沉淀法、溶膠凝膠法等傳統(tǒng)制備工藝制備的BiVO₄粉體顆粒尺寸較大，制備過程復雜，反應周期長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種靜電紡絲法制備聚乙烯醇BiVO₄復合纖維的方法，該方法簡便、反應時間短、成本低、環(huán)境友好，制備的BiVO₄復合纖維纖維形貌好、分散均勻。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

1）配制BiVO₄前驅(qū)溶液：

1.1）將Bi(NO₃)₃·5H₂O和一水檸檬酸加入去離子水中，并攪拌均勻，然后加入乙醇胺并繼續(xù)攪拌至澄清，得到A溶液；其中，加入去離子水中的Bi(NO₃)₃·5H₂O和一水檸檬酸的摩爾比為(1:0.8)~(1:2)，每0.008~0.015mol的Bi(NO₃)₃·5H₂O加入3.0~5.625mL的乙醇胺；

1.2）將NH₄VO₃和一水檸檬酸加入水中，得到橘黃色的混合液體，然后在70℃下恒溫攪拌，使混合液體的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)樯钏{色且無沉淀，得到B溶液；其中，加入去離子水中的NH₄VO₃和一水檸檬酸的摩爾比為(1:0.8)~(1:2)；

1.3）按照n(Bi):n(V)=(1:1)~(1:1.2)的摩爾比將A溶液和B溶液混合，并攪拌30min，得到BiVO₄前驅(qū)溶液；

2）配制靜電紡絲液：

將BiVO₄前驅(qū)溶液與聚乙烯醇溶液粘合劑混合均勻，即制得靜電紡絲液；

3）靜電紡絲法制備聚乙烯醇BiVO₄復合纖維：

將靜電紡絲液裝入帶有0.5μm針頭的注射器中，在注射器的針頭和接地的接收裝置之間加設10-16kV的電壓，然后開始紡絲，靜電紡絲液從針頭噴射出后形成噴射細流，噴射細流中的溶劑揮發(fā)后固化成聚乙烯醇BiVO₄復合纖維，接收裝置收集制備的聚乙烯醇BiVO₄復合纖維。

所述的步驟1.1）中每0.008~0.015mol的Bi(NO₃)₃5H₂O加入10mL的去離子水，步驟1.2）中每0.008~0.018mol的NH₄VO₃加入10ml去離子水。

所述的步驟2）中BiVO₄前驅(qū)溶液與聚乙烯醇溶液粘合劑的體積比為(1:15)~(5:15)。