[發明專利]鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910904885.0
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110586149B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 李必勝;賴萃;秦蕾;曾光明;劉希貴;李玲;符玉葵;何江凡;許輔杭;王志紅;史曉勛
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J23/31;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將碳化鋁鈦與鹽酸/氟化鈉的混合溶液混合進行水浴反應，清洗，干燥，得到塊狀碳化鈦；所述碳化鋁鈦與鹽酸/氟化鈉的混合溶液的比例為0.5g∶20mL；所述鹽酸/氟化鈉的混合溶液中氟化鈉的濃度為4mmol/mL；所述水浴反應在溫度為60℃下進行；所述水浴反應的時間為24h；

S2、將步驟S1中得到的塊狀碳化鈦與二甲亞砜混合，攪拌，加入水，超聲，過濾，清洗，干燥，得到碳化鈦納米片；所述塊狀碳化鈦、二甲亞砜和水的比例為0.1g∶2mL∶10 mL；所述攪拌的時間為24 h；所述超聲的時間為5h；

S3、將步驟S2中得到的碳化鈦納米片與五水合硝酸鉍的水溶液混合，滴加入二水合鉬酸鈉與十六烷基三甲基溴化銨的混合水溶液進行水熱反應，清洗，干燥，得到鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料；所述水熱反應前還包括：往反應溶液中通入氮氣，攪拌1 h；所述碳化鈦納米片、所述五水合硝酸鉍的水溶液中的五水合硝酸鉍、所述二水合鉬酸鈉與十六烷基三甲基溴化銨的混合水溶液中的二水合鉬酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的比例為0.0012 g～0.0122 g∶2 mmol∶1 mmol∶0.3 g；所述水熱反應在溫度為120℃下進行；所述水熱反應的時間為24h；

所述鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料包括層狀鉬酸鉍和碳化鈦納米片，所述層狀鉬酸鉍負載在碳化鈦納米片上；所述層狀鉬酸鉍為單層層狀結構，厚度為1.02nm；所述碳化鈦納米片的厚度為1.98 nm；所述鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料中碳化鈦納米片和層狀鉬酸鉍的質量比為1∶500～1∶50。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述清洗為采用稀鹽酸、水和無水乙醇交替清洗3～5遍；所述干燥在真空條件下進行；所述干燥的溫度為60℃；所述干燥的時間為12h～24h。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述清洗為采用水和乙醇交替清洗3～5遍；所述干燥在真空條件下進行；所述干燥的溫度為60℃～80℃；所述干燥的時間為12h～24h。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述清洗為采用水和乙醇交替清洗3～5遍；所述干燥在真空條件下進行；所述干燥的溫度為60℃～80℃；所述干燥的時間為12h～24h。

5.一種如權利要求1～4中任一項所述的制備方法制得的鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料在處理抗生素廢水中的應用。

6.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，包括以下步驟：將鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料與抗生素廢水混合，在黑暗條件下攪拌達到吸附平衡，在光照條件下進行光催化反應，完成對抗生素廢水的處理；所述鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料的添加量為每升抗生素廢水中添加鉬酸鉍/碳化鈦異質結二維光催化材料0.3g。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述抗生素廢水中的抗生素為四環素；所述抗生素廢水中抗生素的濃度為20mg/L；所述攪拌的時間為0.5h～2h；所述光催化反應的時間為1.5h。