[發明專利]碳量子點碳納米纖維改性納米鉬酸鉍光催化劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201811070454.0
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN110893340A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 黃微雅;王書紅;沈趙琪;周勤;張川群;陳喜蓉;楊凱;余長林
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B01J23/31
• 分類號: B01J23/31;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/30;C02F101/22
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明提供一種碳量子點碳納米纖維改性納米鉬酸鉍光催化劑的制備方法，包括：在混合酸液中加入石墨相碳納米纖維，經超聲、抽濾、干燥后得到預處理后的碳納米纖維；將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解在HNO₃溶液中，加入(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O攪拌至完全溶解后，加入C₆H₅Na₃O₇·H₂O，調節pH，加入乙二醇得到中間混合液，向中間混合液中加入預處理后的碳納米纖維以得到鉬酸鉍/碳納米纖維光催化劑；向鉬酸鉍/碳納米纖維催化劑加入碳量子點溶液以得到目標光催化劑。本發明提出的鉬酸鉍改性光催化劑，對有機污染物具有良好的降解率，并且對重金屬離子Cr(Ⅵ)具有一定的還原性。

技術領域

本發明涉及光催化劑制備技術領域，特別涉及一種碳量子點/碳納米纖維改性納米鉬酸鉍光催化劑的制備方法及應用。

背景技術

隨著人類物質需求的增加和廢棄物的大量排放，我們賴以生存的自然環境受到了嚴重的影響。能源短缺和環境污染問題已然成為人類必須面臨的重大難題。其中，染料廢水由于其毒性大、難以降解、色度高以及脫色困難等問題，成為了處理難度最大的工業廢水之一。半導體光催化技術能利用紫外、可見光等能源對有機污染物進行降解，它能將有機污染物氧化分解礦化成CO₂和H₂O 等對環境無二次危害的無機小分子，具有能耗低、反應條件溫和無二次污染的優點，對于節能減排有著極其重要的現實意義。

近年來，鉍系光催化劑由于具有合適的帶隙及獨特的電子構型和層狀結構，在可見光照射下即可表現出優良的光催化性能，在有機物污染物的降解及其氣體凈化方面，展現出了優越的性能，受到了越來越多的關注。其中，Bi₂MoO₆作為一種典型的Aurivillius型氧化物，具有相對較窄的帶隙能(2.3～2.7eV)，在可見光譜區域有較強的吸收能力。然而，其激發產生的電子空穴分離難、復合率高，從而使光量子效率低、太陽能的利用率低，這在很大程度上限制了其光催化效率。隨著近年來納米技術的發展，納米級鉬酸鉍因其尺寸效應，表現出增強的光催化效果。

然而，其納米級的顆粒尺寸導致其回收困難，從而限制了其實際應用。如何在提高鉬酸鉍的光催化性能及其光利用效率的同時，獲得具有良好的可循環利用能力的納米鉬酸鉍光催化劑，仍是研究的熱點問題之一。

發明內容

鑒于上述狀況，本發明的目的是為了解決技術中，鉬酸鉍光催化劑對于有機污染物的降解效率和光利用效率較低的問題。

本發明提出一種碳量子點/碳納米纖維改性納米鉬酸鉍光催化劑的制備方法，其中，所述方法包括如下步驟：

石墨相碳納米纖維預處理：在第一預設體積的混合酸液中加入第一預設質量的石墨相碳納米纖維，經超聲第一預設時間后進行抽濾至中性，在第一預設溫度下進行干燥以得到預處理后的碳納米纖維；

鉬酸鉍/碳納米纖維光催化劑的制備：將第二預設質量的Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解在第二預設體積的HNO₃溶液中，加入第二預設質量的(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O在第二預設溫度下進行攪拌至完全溶解后，加入第三預設質量的C₆H₅Na₃O₇·H₂O，通過濃氨水調節pH至預設pH值之后，加入第三預設體積的乙二醇以得到中間混合液，向所述中間混合液中加入所述預處理后的碳納米纖維，經加熱、抽濾、烘干以及煅燒后得到所述鉬酸鉍/碳納米纖維光催化劑；