一种Ag-Bi复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米Ag掺杂Bi

【技术实现步骤摘要】
一种Ag
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Bi复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化杀菌
，具体涉及一种Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]粮食安全关乎到千家万户的和谐稳定。小麦赤霉病(fusarium head blight，FHB)是一种常见的毁灭性的作物病害，感染小麦赤霉病的作物产量和品质都会显著下降。禾谷镰刀菌是引起小麦赤霉病主要病原菌之一。禾谷镰刀菌可以产生多种霉菌毒素，对人和动物的粮食安全有潜在的危险。人和动物误食了感染毒素的食品后，能够造成呕吐、腹泻等疾病，严重时还能够导致死亡。传统的农业病原菌防治方法依赖于化学合成的农药。然而，大量使用化学农药，其残留毒性通常对环境和动物是有害的。此外，一些真菌已经对传统的杀菌剂，如苯并咪唑和二甲酰亚胺，产生了抗性，这使得真菌防治越来越难。因此，需要开发新、环境友好的真菌防治方法或材料。这种防治方法或材料具有高效杀菌、价格低廉、对环境无害并且能够克服真菌抗药性的特点，且还能够分解真菌产生的霉菌毒素。
[0003]人们发现半导体材料对致病菌微生物有着杀灭能力，比如TiO2作为半导体材料，具有很强的氧化性，在可见光和水中产生自由基，进攻微生物的细胞膜，使得细胞膜破碎进而杀菌。但是TiO2因光谱利用范围窄、光量子效率低等问题限制了其应用。
[0004]铋系半导体材料是近年来研究较热的一类新型光催化剂，具有片层结构、合适的带隙及独特的电子构型。Bi系材料在一定波长光照下价带电子受到激发后跃迁至导带而形成空穴
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电子对。空穴
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电子对具有一定氧化还原能力，在环境污染物降解方面和光催化杀细菌方面展现出极大的潜力。但是目前暂无铋系半导体材料在杀真菌(如禾谷镰刀菌)上的研究。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料及其制备方法。本专利技术采用水热法制备Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料，可以减少化学有机农药作为杀菌剂的使用。本专利技术的制备方法操作简单、易于实现、可重复性好、成本低廉，制备的杀菌材料可实现高效杀菌且对环境无二次污染。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种纳米Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将硝酸银作为银源和五水合硝酸铋作为铋源加入到硝酸溶液中，在磁力搅拌下得到硝酸银/硝酸铋的硝酸水溶液；
[0009](2)将氯化镍作为氯源加入到硝酸银/硝酸铋的硝酸水溶液中，室温下磁力搅拌获得AgCl/BiOCl的悬浊液；
[0010](3)向步骤(2)得到的AgCl/BiOCl的悬浊液中加入DMF并进行水热反应，洗涤干燥
后得到Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3固体粉末。
[0011]优选的，步骤(1)中，所述硝酸银和五水合硝酸铋的摩尔比为1：(2～10)；所述硝酸溶液的浓度为0.8～1.5mol/mL。
[0012]优选的，步骤(1)中，所述搅拌为磁力搅拌，搅拌的时间为15min，搅拌的功率为20W、频率为40Hz。
[0013]优选的，步骤(2)中，所述氯化镍与五水合硝酸铋的摩尔比为5：(8～13)。所述搅拌为磁力搅拌，搅拌的时间为15min，搅拌的功率为20W、频率为40Hz。
[0014]优选的，步骤(3)中，所述DMF与硝酸溶液的体积比为1:(5～7)；所述水热反应的温度为170℃，时间为12h。所述搅拌为磁力搅拌，搅拌的时间为15min，搅拌的功率为20W、频率为40Hz。
[0015]本专利技术的第二方面，提供制备方法得到的Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料。
[0016]本专利技术的第三方面，提供Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料在光催化杀灭禾谷镰刀菌中的应用。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)本专利技术制备的Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料较单一的Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合材料及单一Ag纳米材料的光催化杀菌效果有了更大的提升。该材料稳定性高，可重复性好，成本低，是一种清洁高效、应用前景广泛的绿色环保型光催化杀菌材料。
[0019](2)本专利技术制备的Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料引入低剂量银纳米材料，由于贵金属表面等离子体共振效应，不仅扩展了半导体复合材料的可见光吸收范围，还增加了对可见光的利用率；另外，贵金属还可以作为光生电子的接收器，可以提高复合系统界面的载流子载运，光生电子在金属表面积累，而空穴会留在Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3表面，从而在光催化过程中生成更多的具有强氧化作用的活性自由基，如单线态氧、羟基自由基和超氧阴离子等，能够进一步提升光催化杀菌的效率，并可以同样应用于染料降解、异味祛除的相关环保领域。
附图说明
[0020]图1为实例1制备的Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料的SEM图，放大35100倍，可见该复合材料为片层结构。
[0021]图2为实例1制备的Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料XRD图，均与标准卡一致。
[0022]图3为实例1制备的Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料与Bi
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BiOCl
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BiO2CO3复合纳米光催化杀菌材料及单质Ag纳米粒子在光照下一小时内杀菌效果图。
具体实施方式
[0023]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0024]正如
技术介绍
部分介绍的，铋系半导体材料是近年来研究较热的一类新型光催化剂，具有片层结构、合适的带隙及独特的电子构型。Bi系材料在一定波长光照下价带电子受到激发后跃迁至导带而形成空穴
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3复合纳米光催化杀菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硝酸银和五水合硝酸铋加入到硝酸溶液中，在搅拌下得到硝酸银/硝酸铋的硝酸水溶液；(2)将氯化镍作为氯源加入到步骤(1)制备的硝酸水溶液中，室温下搅拌获得AgCl/BiOCl的悬浊液；(3)向步骤(2)得到的AgCl/BiOCl的悬浊液中加入DMF，搅拌后进行水热反应，洗涤干燥后得到Ag掺杂Bi
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BiOCl
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Bi2O2CO3固体粉末。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硝酸银和五水合硝酸铋的摩尔比为1：(2～10)；所述硝酸溶液的浓度为0.8～1.5mol/mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云雷，王壮壮，田莹，殷焕顺，谯振，崔晓婷，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：