[發(fā)明專利]一種從富鉍物料中制備可見(jiàn)光催化劑粉末和布的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810085903.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108355708B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 闕文修;楊亞威;杜亞平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/02
• 分類號(hào): B01J31/02;C02F1/30
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 張震國(guó)

一種從富鉍物料中制備可見(jiàn)光催化劑粉末和布的方法。將富鉍物料和二硫代氨基甲酸鹽分別溶于溶劑中，將二硫代氨基甲酸鹽溶液逐滴加入到富鉍溶液中，產(chǎn)生沉淀；過(guò)濾、洗滌、干燥，得到金屬元素?fù)诫s的二硫代氨基甲酸鉍。將制備的金屬元素?fù)诫s二硫代氨基甲酸鉍溶解于良溶劑中，加入高分子，進(jìn)行靜電紡絲，得到具有光催化功能的“布”。本發(fā)明制備的金屬元素?fù)诫s的二硫代氨基甲酸鉍形貌和尺寸均勻，分散性好，綠色環(huán)保，在空氣水和絕大多數(shù)溶劑中穩(wěn)定，耐酸堿，具備工業(yè)化量產(chǎn)的潛力，具有優(yōu)異的光催化污染物降解活性，實(shí)現(xiàn)了富鉍物料的直接轉(zhuǎn)化再利用，并且光催化“布”能有效防止催化劑粉末的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)了光催化劑的有效循環(huán)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化學(xué)和光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從富鉍物料中制備可見(jiàn)光催化劑粉末和布的方法。

背景技術(shù)

由于鉍的特殊性質(zhì)，且無(wú)毒、廉價(jià)，鉍基無(wú)機(jī)半導(dǎo)體光催化材料，如Bi₂O₃、BiOCl、BiOBr、BiOI、Bi₂S₃、BiPO₄、BiVO₄、Bi₂WO₆、Bi₂MoO₆等，具有優(yōu)異的可見(jiàn)光催化活性，受到廣泛的關(guān)注。近年來(lái)，一些鉍配合物半導(dǎo)體，因成本低廉、合成簡(jiǎn)便、安全環(huán)保，并且同樣具有優(yōu)異的光催化活性，非常有潛力應(yīng)用于實(shí)際光催化污染物降解和水分解制氫制氧、抗菌、抗磨等領(lǐng)域，前景非常廣闊。

二硫代氨基甲酸鹽等具有硫或氮配位功能的化合物，作為工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的螯合劑之一，成本低廉、安全環(huán)保，是水體重金屬清除應(yīng)用領(lǐng)域中極為重要的材料。然而，目前對(duì)二硫代氨基甲酸鹽螯合重金屬后的產(chǎn)物的研究甚少，如何實(shí)現(xiàn)重金屬螯合產(chǎn)物的再利用，可為實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)充分里用變廢為寶提供一種新的思路。

1976年，Allan H.White等報(bào)道了二乙基二硫代氨基甲酸鉍的晶體結(jié)構(gòu)。80年代，二乙基二硫代氨基甲酸鉍的氯仿溶液被報(bào)道用來(lái)萃取海水中低濃度的金、汞、鈀和鉑元素。2000年后，其他二硫代氨基甲酸鉍的晶體結(jié)構(gòu)相繼被報(bào)道，并作為單源前驅(qū)體應(yīng)用于單分散Bi₂S₃納米結(jié)構(gòu)的合成。2007年，Edward R.T.Tiekink等報(bào)道了一系列二烷基二硫代氨基甲酸鉍的晶體結(jié)構(gòu)，并研究了晶體中Bi和S原子的相互作用，更加深刻地揭示了二烷基二硫代氨基甲酸鉍晶體結(jié)構(gòu)的形成。

在實(shí)際富鉍的工業(yè)廢料或廢水中，還存在著不同含量的各類其他金屬元素，如何實(shí)現(xiàn)富鉍的工業(yè)廢料或廢水的再利用，直接將重金屬螯合產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾阅軆?yōu)異的半導(dǎo)體光催化劑，并進(jìn)行形貌調(diào)控和性能優(yōu)化，得到顆粒尺寸均一、分散性好、比表面積大的功能材料，仍是尚待解決的問(wèn)題。另一方面，微納米尺度的催化劑粉末直接分散在水體中，導(dǎo)致回收困難造成二次污染，如何防止粉末擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)光催化劑的有效循環(huán)利用也是值得思考的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種從富鉍物料中制備可見(jiàn)光催化劑粉末和布的方法，實(shí)現(xiàn)富鉍的工業(yè)廢料或廢水的再利用，并直接轉(zhuǎn)換為顆粒形貌，其尺寸均一，比表面積大，分散性好，無(wú)毒環(huán)保，在空氣水和絕大多數(shù)溶劑中穩(wěn)定，耐酸堿，適合大規(guī)模廉價(jià)合成，具有優(yōu)異的光催化污染物降解活性的金屬元素?fù)诫s二硫代氨基甲酸鉍可見(jiàn)光催化劑。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

1)將含有其他金屬元素的富鉍物料溶于溶劑中得到鉍濃度為0.001-0.1mol/L溶液A，其中其他金屬元素占鉍質(zhì)量的0.1-50％；向溶液A中加酸調(diào)節(jié)pH值小于2或加絡(luò)合劑防止鉍離子水解得到含有少量其他金屬元素的富鉍溶液B，將3-6倍于鉍物質(zhì)的量的二硫代氨基甲酸鹽溶于溶劑中得到濃度為0.001-1mol/L的溶液C，在常溫常壓下將溶液C逐滴加入到溶液B中，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到金屬元素?fù)诫s二硫代氨基甲酸鉍光催化劑粉末；