[發(fā)明專利]一種溴氧化鉍復合材料、制備方法以及基于其的光催化洗消劑和應用

有效

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• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114377698B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 張杰;田雪蒙;董超超;周鋒;胡源;薛林;謝啟源
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;應急管理部上海消防研究所
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J37/08;A62D3/17;A62D101/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發(fā)明公開了一種溴氧化鉍復合材料、制備方法以及基于其的光催化洗消劑和應用，該洗消劑為一種溴氧化鉍復合材料的懸浮液，其中溶劑為水或者氫氟醚。本發(fā)明還提供溴氧化鉍復合材料的制備方法，原料易得，制備方法簡單溫和，材料均一性好。獲得的溴氧化鉍復合材料在可見光下具有高催化效率和吸附性能，適用性廣，適用于多種場景下對于危化品的深度去除。

技術領域

本發(fā)明屬于洗消劑技術領域，涉及基于光催化技術的洗消劑及其制備方法及應用，具體涉及一種溴氧化鉍復合材料、制備方法以及基于其的光催化洗消劑和應用。

背景技術

近年來，石化行業(yè)安全事故頻發(fā)，危化品泄露事故頻頻出現(xiàn)。在環(huán)境污染事件中，因危化品泄漏導致的環(huán)境污染事件占比非常高，并且與常規(guī)泄漏污染不同的是，它具有突發(fā)性、危害大和難處理等特點，對人民生命安全和生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。在處置危化品泄漏的事故時，消防救援隊伍往往需要深入現(xiàn)場，及時對泄漏部位進行堵漏或倒罐轉(zhuǎn)移，在此之后還必須對危險源或泄漏區(qū)域進行噴水稀釋洗消。經(jīng)過現(xiàn)場處置能夠有效遏制污染區(qū)域擴大，但難以徹底消除危化品，洗消產(chǎn)物可能造成二次污染。而且，危化品容易沾染在深入現(xiàn)場的消防員衣物及消防裝置，對消防人員安全造成威脅。此外，大多數(shù)洗消劑以水為溶劑，無法用于受溫度、濕度影響較大、不耐腐蝕的電子、光學、音像、通訊等敏感設備的洗消。因此，研制一種能夠適用于多種場景，且深度去除危化品的洗消劑是有意義且十分必要的。

近年來，利用可見光光催化氧化技術對特征性污染物進行深度處理及水環(huán)境修復受到業(yè)內(nèi)人士青睞。溴氧化鉍(BiOBr)是一種間接帶隙半導體，具有適宜的可見光響應帶隙，表現(xiàn)出良好的光催化性能。然而，單一的BiOBr具有較高的光生載流子復合率，需要進一步優(yōu)化以改善其光催化活性。眾所周知，材料復合是改善催化劑性能的一個有效途徑。通常采用無機半導體材料與BiOBr材料進行復合，然而不豐富的官能團使得制備的溴氧化鉍無機復合材料在實際應用中的吸附性能較差，從而影響復合材料的光催化性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種溴氧化鉍復合材料、制備方法以及基于其的光催化洗消劑和應用，能夠有效解決當前BiOBr復合材料吸附性能較差的技術難題。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明首先公開了一種溴氧化鉍復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將五水合硝酸鉍、溴化鉀、三水合硝酸銅、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇混合攪拌均勻，在溫度為100～200℃下反應6～12h，將反應產(chǎn)物洗滌、干燥，制得Cu²⁺摻雜溴氧化鉍微球；

2)將Cu²⁺摻雜溴氧化鉍微球分散至甲苯和異辛烷的混合溶劑中，超聲分散均勻，然后分別加入甲基丙烯酸、乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二異丁腈，獲得混合溶液；

3)向混合液通入氮氣，加熱回流進行聚合反應，反應結(jié)束后，通過離心分離出反應液中的固態(tài)聚合物，經(jīng)洗滌、干燥處理，制得溴氧化鉍復合材料。

優(yōu)選地，步驟1)中，五水合硝酸鉍、溴化鉀、三水合硝酸銅、聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇用量比為(10～40)mg：(5～50)mg：(2～8)mg：(0.5～3)g：(40～100)mL。

優(yōu)選地，步驟1)中，將反應物洗滌、干燥具體操作為：交替使用超純水及乙醇將反應產(chǎn)物洗滌至中性，在干燥溫度為20～60℃，壓強為0.02～0.08MPa的壓力下干燥處理4～10h。

優(yōu)選地，步驟2)中，Cu²⁺摻雜溴氧化鉍微球與甲苯和異辛烷的混合溶劑的用量比為(10～200)mg:(10～250)mL，甲苯和異辛烷的混合溶劑中甲苯與異辛烷的體積比為90:10～10:90。