一种具有可见光响应的Bi制造技术

本发明专利技术公开了一种具有可见光响应的Bi

A bi with visible light response

【技术实现步骤摘要】
一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法
本专利技术属于光催化剂领域，具体涉及一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
21世纪以来，能源不足和环境污染这两大问题制约着社会经济的可持续发展和绿色发展。太阳能作为可再生能源的一种，因其取之无尽、绿色清洁而被广泛应用于能源、水处理、有机污染物降解等方面。因此，如何有效利用太阳能已成为研究的热点。光催化技术是一种绿色的环境治理技术和能源生产技术，在温和的反应条件下迅速将有机物氧化成CO2、H2O等，适用领域较广。然而要真正实现大规模应用太阳能光催化技术还有赖于新型光催化材料的科学研究和技术开发，尤其是具有可见光响应的高效光催化剂。目前，光催化剂从利用效率和实际工业应用的角度来看，还存在光吸收范围窄以及量子效率低两个问题。Bi2Ti2O7作为铋系氧化物的一种新颖半导体光催化材料，因其独特的电子结构和晶型结构、合适的带隙宽度，使其在可见光范围内有比较陡峭的吸收边，因此具有了进行光催化反应的能力。最近的研究结果表明，Bi2Ti2O7在可见光条件下可作为光催化剂降解有机污染物。但纯Bi2Ti2O7产生的光生载流子有限，导致单一的Bi2Ti2O7光催化性能不佳，阻碍了其在光催化领域的广泛应用。因此通过改进材料的制备方法、构建异质结、掺杂负载等技术手段，开发一种环境友好，且具有优异可见光活性的新型光催化材料是迫切需要的。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有光催化剂中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术其中一个目的是，克服现有光催化剂产品的不足，提供一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法，包括，将铋源溶解于醇中，加入钛源，搅拌，加热反应；冷却后抽滤、洗涤、烘干后、煅烧，制得Bi2Ti2O7-TiO2固体颗粒；制备氧化石墨烯悬浮液，加入所述Bi2Ti2O7-TiO2，搅拌加热反应；冷却，抽滤、洗涤、干燥，得到Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合光催化剂。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述铋源和所述钛源的元素摩尔比为Bi/Ti＝0.2:1。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇或异丙醇中的一种或几种，所述铋源包括硝酸铋，所述钛源包括正丁醇钛。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述的醇为乙醇、丙三醇或异丙醇的组合物，所述丙三醇和所述乙醇的体积比为0.2～0.6。。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述加热反应其温度为120～200℃，反应时间为8～24h，所述煅烧为升温至500～600℃煅烧1～3h，升温速率为3～5℃/min。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述制备氧化石墨烯悬浮液，其为在超声功率为250W、超声频率为40KHz下分散30min。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述搅拌加热反应，其搅拌2～4h，反应温度为120～160℃，反应时间12h。作为本专利技术所述Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料制备方法的一种优选方案，其中：所述干燥，其干燥温度为60～80℃，干燥时间为8～12h。本专利技术另一个目的是，提供一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料，Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的直径为300～500nm。本专利技术再一个目的是，提供一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料，其在可见光下、180min内，对环丙沙星的降解率达到90％以上。本专利技术的有益效果：本专利技术所制备的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料为球状颗粒且具有良好的结晶性，石墨烯增强了复合材料对可见光的吸收，同时石墨烯的加入解决了Bi2Ti2O7光生电子-空穴对易复合的问题。由于石墨烯与Bi2Ti2O7和TiO2三组分之间的协同作用，在可见光下光催化降解环丙沙星，Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的光催化性能大大提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为实施例1所制得的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的工艺流程图。图2为实施例1所制得的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的XRD图。图3为实施例1所制得的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的SEM图。图4为实施例1所制得的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的UV-Vis图。图5为制得的Bi2Ti2O7、Bi2Ti2O7-TiO2、Bi2Ti2O7/RGO和Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料在可见光照射下对环丙沙星的光催化降解图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1(1)将0.489g硝酸铋溶解在一定量丙三醇和乙醇的混合溶液中，丙三醇和乙醇的体积比为0.4，随后将1.7mL正丁醇钛缓慢滴加到混合溶液中，剧烈搅拌30min，使其分散均匀；(2)将上述混合溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可见光响应的Bi

【技术特征摘要】
1.一种具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括，
将铋源溶解于醇中，加入钛源，搅拌，加热反应；
冷却后抽滤、洗涤、烘干后、煅烧，制得Bi2Ti2O7-TiO2固体颗粒；
制备氧化石墨烯悬浮液，加入所述Bi2Ti2O7-TiO2，搅拌加热反应；冷却，抽滤、洗涤、干燥，得到Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合光催化剂。


2.如权利要求1所述的具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述铋源和所述钛源的元素摩尔比为Bi/Ti＝0.2:1。


3.如权利要求1所述的具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇或异丙醇中的一种或几种，所述铋源包括硝酸铋，所述钛源包括正丁醇钛。


4.如权利要求1～3任一所述的具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法：所述的醇为乙醇、丙三醇或异丙醇的组合物，所述丙三醇和所述乙醇的体积比为0.2～0.6。


5.如权利要求1～3任一所述的具有可见光响应的Bi2Ti2O7-TiO2/RGO纳米复合材料的制备方法：所述加热反应其...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光裕，陈海群，李文广，朱俊武，付永胜，郝青丽，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32