CN104353472B - 一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用 - Google Patents
一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104353472B CN104353472B CN201410690807.2A CN201410690807A CN104353472B CN 104353472 B CN104353472 B CN 104353472B CN 201410690807 A CN201410690807 A CN 201410690807A CN 104353472 B CN104353472 B CN 104353472B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biobr
- rgo
- composite material
- nano composite
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其应用,属于光催化剂领域。该复合材料的活性组分是BiOBr/RGO,特点是花状的BiOBr与层状RGO交织在一起,形成独特的三维立体结构,其制备方法是:量取一定量的甲苯,十六烷基三甲基溴化铵和油酸,恒温搅拌,加入氧化石墨烯,获得溶液A;再量取一定量H2O,加入HNO3和Bi(NO3)3·5H2O,得到溶液B;在搅拌状态下把溶液B滴入溶液A中,将温度升至85℃回流12h;之后,冷却、洗涤、干燥即得到目标产物。本发明制备的BiOBr/RGO纳米复合材料可作为光催化剂用于降解罗丹明的反应,具有良好的催化效果以及稳定性。
Description
技术领域
本发明属于光催化剂领域,具体涉及一种含有还原石墨烯(RGO)的光催化剂BiOBr/RGO纳米复合材料的制备技术,特别涉及一种形貌和组成可控的花状BiOBr/RGO的纳米复合材料的制备技术。本发明合所制备的BiOBr/RGO纳米复合材料为光催化剂,用于光降解罗丹明得了很好的催化效果。
背景技术
形貌和组成可控的多组份杂化材料在催化、太阳能转化和光电技术等领域均有极大的潜在应用价值(P.Li,et al.Au-ZnO Hybrid Nanopyramids and TheirPhotocatalytic Properties,J.Am.Chem.Soc.2011,133,5660-5663;T.Yu,et al.AqueousPhase Synthesis of Pt/CeO2Hybrid Nanostructures and Their CatalyticProperties,Adv.Mater.2010,22,5188-5192.)。RGO是重要的碳材料之一,具有许多优良的性质,例如比表面积大,热稳定性高,导电能力强等,广泛应用于包括光催化在内的各种领域。(X.An,et al.,Graphene-based photocatalytic composites,RSC Adv.,1(2011)1426-1434.D.R.Dreyer,et al.,The chemistry of grapheneoxide,Chem.Soc.Rev.,39(2010)228-240.Y.Zhang,et al.,Photoreduction ofGraphene Oxides:Methods,Properties,and Applications,Adv.Optical Mater.,2(2014)10–28.)。半导体光催化材料在环境保护方面具有突出的优点,在环境净化处理方面具有很强的潜在应用价值(M.N.Chong,et al.Recent developments inphotocatalytic water treatment technology:a review,Water Res.44(2010)2997-3027.P.Gao,et al.Sulfonated graphene oxide-ZnO-Ag photocatalyst for fastphotodegradation and disinfection under visible light,J Hazard Mater.262(2013)826-835.C.Chen,et al.Nanoporous Nitrogen-Doped Titanium Dioxide withExcellent Photocatalytic Activity under Visible Light Irradiation Produced byMolecular Layer Deposition,Angew.Chem.Int.Ed.,52(2013)9196-9200.)。其中的BiOBr由于具有很高的光催化活性而受到重视,也制备出了各种形状的BiOBr,例如BiOBr纳米片,BiOBr纳米空心球,BiOBr纳米粒子等(Z.H.Ai,etal.Efficient Photocatalytic Removal of NO in Indoor Air with Hierarchical BismuthOxybromide Nanoplate Microspheres under Visible Light,Environ.Sci.Technol.43(2009)4143-4150;J.Henle,et al.Nanosized BiOX(X=Cl,Br,I)ParticlesSynthesized in Reverse Microemulsions,Chem.Mater.,19(2007)366-373;J.X.Xia,et al.Self-Assembly and Enhanced Photocatalytic Properties of BiOI HollowMicrospheres via a Reactable Ionic Liquid,Langmuir,27(2011)1200-1206.)。
在BiOBr中引入RGO,能够进一步提高其光催化性能。BiOBr在光照条件下产生电子和空穴,由于RGO的导电性,能够促进电荷和空穴分离;另外,RGO的加入能够使其复合材料增加对有机染料的吸附,从而提高催化效果(朱明山等银/卤化银:一类新型等离子体光催化剂,化学进展,25(2013),209-220.)。
尽管制备BiOBr/RGO纳米复合材料的方法多种多样,但如何简便地制备形貌和组成可控的BiOBr/RGO纳米复合材料仍然是个技术难点。多年来,人们一直致力于研究该类材料的制备方法和原理。与本专利接近的文献报道有:H.Liu等人,W.Zhang等人和S.Song等人的报道(Hong Liu,et al.,Bismuth oxyiodide–graphene nanocomposites with high visible light photocatalytic activity,J.Colloid.Interf.Sci.398(2013)161–167;W.Zhang,et al.,Synthesis of BiOBr–graphene and BiOBr–graphene oxide nanocomposites with enhanced visible lightphotocatalytic performance,Ceram.Int.40(2014)9003–9008;S.Song,et al.,Microwave-assisted synthesis of BiOBr/graphene nanocomposites and their enhancedphotocatalytic activity,Dalton Trans.,41(2012)10472–10476)。虽然都是制备了BiOBr/RGO纳米复合材料,但是本发明与他们制备的BiOBr/RGO纳米复合材料在形貌上有很大的区别,另外,制备方法也不同,Liu等人是采用水热法,W.Zhang等人采用的是原位沉淀法,S.Song等人采用的是微波法,而用乳液法制备BiOBr/RGO纳米复合材料未见报道。
发明内容
本发明目的是提供一种形貌和组成可控的BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法,以期用本发明制备的BiOBr/RGO纳米复合材料作为光催化剂降解罗丹明取得良好的效果。
为了实现上述技术目的,本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种BiOBr/RGO纳米复合材料,其活性组分是BiOBr/RGO,其特点是花状的BiOBr与层状RGO交织在一起,形成独特的三维立体结构,其具体制备过程如下:
0.5g石墨粉与1.5g KMnO4加入到装有12mL浓硫酸的圆底烧瓶中,冰水浴条件下磁力搅拌4h,加热至35℃,恒温搅拌30min,逐滴加入23mL蒸馏水,升温至98℃,搅拌15min,将该混合物转移到冰水浴中,加入70mL蒸馏水稀释,再加入10mL 30%的双氧水,搅拌30min,溶液变为黄色,离心分离,充分洗涤至上层清液pH=7为止,将下层沉淀物干燥即得到氧化石墨烯(GO)。
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入50~90mg十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和0.4~1.6mL油酸(OA),继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入0~20mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,再加入1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取0.5~1.5mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到固体产物。在此过程,GO被还原成为RGO,因此该固体产物称作BiOBr/RGO纳米复合材料。
通过调整CTAB、OA、GO和上述溶液B的用量等制备条件可以控制BiOBr/RGO纳米复合材料的形貌、分散性和尺寸大小。当CTAB、OA、GO和上述溶液B的用量分别是73mg、0.4mL、3~5mg和1mL时,BiOBr/RGO纳米复合材料中的花状BiOBr与层状RGO交织在一起,形成独特的三维立体结构。
本发明制备的BiOBr/RGO纳米复合材料可作为光催化剂用于降解罗丹明时,表现出了良好的催化效果。本发明所制备BiOBr/RGO纳米复合催化剂用于光降解罗丹明时反应条件为:浓度为10mg mL-1的罗丹明水溶液20mL,催化剂用量为30mg,太阳光作为光源,照射时间为40min时,罗丹明的降解率达到97%。另外,该催化剂还具有良好的稳定性,催化降解上述罗丹明水溶液,连续循环5次,降解率仍然能够达到97%左右。
与现有技术相比,采用本发明催化剂用于催化降解罗丹明,具有以下优势:
(1)催化剂的制备方法简单,制备温度低;
BiOBr/RGO纳米复合材料制备过程简单。以CTAB和OA为表面活性剂,同时,CTAB也是Br-的来源,首先在一定温度下使二者溶解在甲苯中,先后加入GO、Bi(NO3)3,在60℃下反应12h,然后在85℃下反应12h,便得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
(2)催化效率高;
对于降解罗丹明的反应,当催化剂用量为30mg时,太阳光作为光源,照射时间为40min时,罗丹明的降解率为97%。
(3)催化稳定性好;
催化降解罗丹明水溶液,连续循环5次,降解率没有明显的降低。
附图说明
图1为本发明对比实施例所制备BiOBr的扫描电镜照片;
从图中可以看出,所制备的BiOBr呈花状,分散性好,大小均一,花瓣的厚度20-40nm,花冠直径为1~1.5um。
图2是本发明实施例2所制备BiOBr/RGO纳米复合材料的扫描电镜照片;
从图中可以看出,和图1相比,花状的BiOBr与层状的RGO交织在一起,形成独特的三维立体结构。
图3是本发明实施例6所制备的BiOBr/RGO纳米复合材料的扫描电镜照片;
从图中可以看出,其结构与图2相似,所不同的是RGO的含量不同。
图4是本发明所制备的GO和实施例2所制备的BiOBr/RGO纳米复合材料的FT-IR曲线;
从GO的FTIR曲线可以看出:3400cm-1处的宽峰是O–H的伸缩振动峰,1376cm-1和1222cm-1处的峰分别是C–OH和C–O–C的伸缩振动峰,1056cm-1处的峰是C-O震动峰,表明在GO的层与层之间有环氧基团存在,1615cm-1处的峰是吸附的水分子和未氧化的石墨粉的振动峰(T.Yang,et al.,Cyanobacteriummetallothionein decorated graphene oxide nanosheets for highly selective adsorptionof ultra-trace cadmium,J.Mater.Chem.22(2012)21909-21916.M.Hilder,et al.,Graphene/zinc nano-composites by electrochemical co-deposition.Phys.Chem.Chem.Phys.14(2012)14034-14040.)。比较BiOBr/RGO纳米复合材料的FTIR曲线可以发现,GO上的羰基吸收峰由原来的1711cm-1处偏移到1730cm-1处,这表明BiOBr和RGO片发生了相互作用(J.Petroski,et al.,FTIR Study of the Adsorption ofthe Capping Material to Different Platinum Nanoparticle Shapes.J.Phys.Chem.A,107(2003)8371-8375.P.Yang,et al.,Hydrogenation of Nitrobenzenes Catalyzed byPlatinum Nanoparticle Core-Polyaryl Ether Trisacetic Acid Ammonium ChlorideDendrimer Shell Nanocomposite.J.Mol.Catal.A,260(2006)4-10.)。
图5是本发明所制备的GO和实施例2所制备的BiOBr/RGO纳米复合材料的XPS曲线;
从BiOBr/RGO纳米复合材料的XPS曲线中可以看出,所制备的纳米复合材料由Bi,O,Br,和C这四种元素组成(Z.Ai,et al.,Efficient Visible LightPhotocatalytic Removal of NO with BiOBr-Graphene Nanocomposites,J.Phys.Chem.C,115(2011)25330–25337;J.Zhang et al.,Self-Assembled 3-DArchitectures of BiOBr as a Visible Light-Driven Photocatalyst,Chem.Mater.2008,20,2937-2941.)。
图6是本发明所制备的GO和实施例2所制备的BiOBr/RGO纳米复合材料的XPS分峰曲线(C 1s);
图中C 1s的XPS曲线可以分为三个峰:288.6,287.1,和284.8eV。XPS曲线284.8eV处的峰是C-C键的特征峰,287.1eV处的峰是C-O键的特征峰,288.6eV处的峰是C=O键的特征峰(Y.Chen,et al.,Reduction degree of reducedgraphene oxide(RGO)dependence of photocatalytic hydrogen evolutionperformance over RGO/ZnIn2S4nanocomposites,Catal.Sci.Technol.,3(2013)1712-1717;M.Du,et al.,Synthesis of nitrogen-doped reduced graphene oxidedirectly from nitrogen-doped graphene oxide as a high-performance lithium ionbattery anode,RSC Adv.,4(2014)42412-42417.),比较GO和BiOBr/RGO的XPS曲线可以发现,BiOBr/RGO纳米复合材料在287.1eV处的特征峰峰面积明显减小,说明在制备纳米复合材料的过程中GO被还原。另外,比较图5中二者的XPS曲线可以看出:在GO中,氧元素和碳之间的比例,氧元素所占的比例大。而在BiOBr/RGO纳米复合材料,氧元素和碳之间的比例,氧元素所占的比例小。这也说明在制备纳米复合材料的过程中GO被还原。
具体实施方式
下面通过实例对本发明的特征给予进一步说明,但本发明不局限于下述实施例。
一、BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
实施例1
1#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
0.5g石墨粉与1.5g KMnO4加入到装有12mL浓硫酸的圆底烧瓶中,冰水浴条件下磁力搅拌4h,加热至35℃,恒温搅拌30min,逐滴加入23mL蒸馏水,升温至98℃,搅拌15min,将该混合物转移到冰水浴中,加入70mL蒸馏水稀释,再加入10mL 30%的双氧水,搅拌30min,溶液变为黄色,离心分离,充分洗涤至上层清液pH=7为止,将下层沉淀物干燥即得到GO。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入50mgCTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例2
2#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mgCTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例3
3#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入90mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例4
4#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和1.0mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例5
5#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和1.6mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例6
6#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入5mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例7
7#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入10mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例8
8#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入20mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例9
9#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取0.5mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
实施例10
10#BiOBr/RGO纳米复合材料的具体制备步骤如下:
(1)GO的制备
同实施例1中GO的制备方法。
(2)BiOBr/RGO纳米复合材料的制备
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3mg上述制备的GO,搅拌2h使其完全分散,此悬浮液称作A。另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.5mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr/RGO纳米复合材料。
对比实施例
BiOBr的具体制备步骤如下:
量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg CTAB和0.4mL OA,继续搅拌直至二者完全溶解,称作A。另外在常温下量取190mLH2O,加入10mL 65%的HNO3,称取1.96g Bi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,称作溶液B。量取1.0mL溶液B滴入在搅拌的状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在85℃下保持12h,反应结束。将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到BiOBr。
二、BiOBr/RGO纳米复合材料作为催化剂的活性评价
表1:实施例2所制备的BiOBr/RGO纳米复合材料光催化降解罗丹明实验结果
(a)反应条件:降解浓度为10mg L-1的罗丹明水溶液20mL
量取20mL 10mg L-1罗丹明水溶液放入锥形瓶中,加入30mg BiOBr/RGO纳米复合催化剂,在黑暗处超声分散30min使其达到吸附平衡,然后在搅拌的条件下,在太阳光下照射60min,每隔20min用722S分光光度计测量水溶液中罗丹明的浓度。
表1是本发明所制备的BiOBr/RGO纳米复合催化剂,降解罗丹明时不同光照时间的降解率。从表1中可以看出,在太阳光的照射下,BiOBr/RGO纳米复合催化剂对降解罗丹明表现出了良好的催化活性。当照射40min时,罗丹明的降解率是97%,当光照时间为60min时,降解率达到99%。
表2:实施例2所制备的BiOBr/RGO纳米复合光催化剂的稳定性实验结果
表2是催化剂BiOBr/RGO的稳定性试验。降解20mL浓度为10mg L-1的罗丹明水溶液,第一次降解时催化剂用量为30mg,光照时间2h,反应完毕后,离心分离,回收催化剂,再加入20mL浓度为10mg L-1罗丹明水溶液,进行光照试验,催化剂如此循环使用5次,从表2中可以看出,罗丹明的降解率仍然能达到97%,这表明:BiOBr/RGO纳米复合催化剂的稳定性良好。
Claims (2)
1.一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法,该复合材料活性组分是BiOBr/RGO,其特点是花状的BiOBr与层状RGO交织在一起,形成独特的三维立体结构,其具体制备过程如下:
(1)0.5g石墨粉与1.5g KMnO4加入到装有12mL浓硫酸的圆底烧瓶中,冰水浴条件下磁力搅拌4h,加热至35℃,恒温搅拌30min,逐滴加入23mL蒸馏水,升温至98℃,搅拌15min,将该混合物转移到冰水浴中,加入70mL蒸馏水稀释,再加入10mL 30%的双氧水,搅拌30min,溶液变为黄色,离心分离,充分洗涤至上层清液pH=7为止,将下层沉淀物干燥即得到氧化石墨烯;
(2)量取20mL甲苯放入圆底烧瓶,在60℃下恒温搅拌30min,加入73mg十六烷基三甲基溴化铵和0.4mL油酸,继续搅拌直至二者完全溶解,然后加入3~5mg上述步骤(1)制备的氧化石墨烯,搅拌2h使其完全分散,得到悬浮液A;另外在常温下量取190mL H2O,加入10mL 65%的HNO3,再加入1.96gBi(NO3)3·5H2O,用玻璃棒搅拌使其完全溶解,得到溶液B;量取1mL溶液B滴入在搅拌状态下的悬浮液A中,继续搅拌12h,将温度升至85℃回流,并在此温度下保持12h;之后,将反应物冷却至室温,离心分离,洗涤,干燥后得到固体产物,该固体产物即为BiOBr/RGO纳米复合材料。
2.如权利要求1所述制备方法得到的BiOBr/RGO纳米复合材料作为光催化剂在降解罗丹明反应中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410690807.2A CN104353472B (zh) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410690807.2A CN104353472B (zh) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104353472A CN104353472A (zh) | 2015-02-18 |
CN104353472B true CN104353472B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=52520833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410690807.2A Active CN104353472B (zh) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104353472B (zh) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105217720A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-06 | 河海大学 | 钴镍水滑石表面负载溴氧化铋纳米材料的制备方法 |
CN105562040B (zh) * | 2016-01-11 | 2018-08-07 | 安徽工业大学 | 一种BiOCl-(001)/GO纳米复合光催化剂的制备及应用 |
CN105879886B (zh) * | 2016-04-11 | 2018-02-06 | 河海大学 | 一种GO/Sb‑BiOBr复合光催化剂的制备方法 |
CN106000437A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 河海大学 | 一种可见光响应型氯氧铋光催化剂及其制备方法与应用 |
CN106111181B (zh) * | 2016-06-22 | 2019-07-05 | 佛山市高明绿化纳新材料有限公司 | 多孔石墨烯-沸石-卤氧化铋光催化材料及制备与应用 |
CN106799251B (zh) * | 2017-03-03 | 2019-10-01 | 盐城工学院 | 一种复合光催化剂及其制备方法 |
CN106925306B (zh) * | 2017-05-15 | 2021-12-17 | 湖州师范学院 | 二维超薄ZnO/BiOBr0.9I0.1杂化日光催化剂及其制备方法 |
CN107389773B (zh) * | 2017-06-21 | 2019-06-14 | 陕西科技大学 | 石墨烯复合中空溴氧化铋电化学生物传感器及其制备方法 |
CN108525695B (zh) * | 2018-04-04 | 2020-05-05 | 镇江市高等专科学校 | 一种二维层状结构的石墨烯/碳氮烯/溴氧铋复合纳米光催化材料及其制备方法和应用 |
CN109158118B (zh) * | 2018-07-24 | 2021-05-18 | 南昌航空大学 | 一种免处理可多次重复使用的四环素降解光催化剂的制备方法 |
CN109569670B (zh) * | 2018-12-05 | 2021-07-16 | 南昌航空大学 | 一种BiOBr/黑磷烯异质结纳米复合材料的制备方法 |
CN109550509B (zh) * | 2018-12-11 | 2020-06-02 | 常州大学 | 一种Bi/BiOBr/RGO复合光催化剂的制备方法及其产品与应用 |
CN110639558A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-03 | 宁德师范学院 | 复合光催化剂的制备方法 |
CN110639559A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-03 | 宁德师范学院 | 复合光催化剂 |
CN114029067B (zh) * | 2021-11-16 | 2022-05-20 | 西安炳鑫环保科技有限公司 | 一种高效降解有机废水的材料 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103386317B (zh) * | 2013-08-14 | 2015-05-20 | 福州大学 | 一种磷酸铋复合氧化石墨烯光催化剂及其制备方法和应用 |
CN104148094B (zh) * | 2014-07-14 | 2016-09-21 | 河南师范大学 | 一种氟氧化铋/石墨烯复合可见光催化剂的制备方法 |
CN104117367B (zh) * | 2014-08-12 | 2016-09-07 | 福州大学 | 一种BiOBr/RGO复合气凝胶及其制备方法和应用 |
-
2014
- 2014-11-26 CN CN201410690807.2A patent/CN104353472B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104353472A (zh) | 2015-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104353472B (zh) | 一种BiOBr/RGO纳米复合材料的制备方法及其在降解罗丹明反应中的应用 | |
CN104028269B (zh) | 一种石墨烯负载金属纳米复合材料、制备方法及应用 | |
CN104096578B (zh) | 一种Ag/AgBr/GO纳米复合光催化剂的制备方法 | |
CN104475132B (zh) | 一种花状BiOBr的制备方法及在降解罗丹明反应中的应用 | |
CN103738944B (zh) | 一种通过纳米粒子掺杂制备三维石墨烯的方法 | |
CN103231072B (zh) | 高温电子浆料用二氧化硅/银核壳复合粉的制备方法 | |
Shui et al. | Green sonochemical synthesis of cupric and cuprous oxides nanoparticles and their optical properties | |
CN104150471B (zh) | 一种还原氧化石墨烯的方法 | |
CN105709782B (zh) | 一种Ag/AgBr/BiOCl‐(001)纳米复合材料的制备及应用 | |
CN104722276B (zh) | 一种瓜环/氧化石墨烯磁性复合材料及其制备方法 | |
CN105397103A (zh) | 一种纳米银/石墨烯复合材料及其制备方法 | |
CN104530653B (zh) | 一种环氧树脂/石墨烯/纳米铜复合材料的制备方法 | |
Yolaçan et al. | Enhanced photoelectrochemical and photocatalytic properties of 3D-hierarchical ZnO nanostructures | |
CN106277028A (zh) | 一种氧化锌/二维层状碳化钛复合材料的水热制备法 | |
CN102698728A (zh) | 一种二氧化钛纳米管/石墨烯复合材料及其制备方法 | |
CN106589362A (zh) | 一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法 | |
Baral et al. | A review of recent progress on nano MnO 2: synthesis, surface modification and applications | |
CN105562040B (zh) | 一种BiOCl-(001)/GO纳米复合光催化剂的制备及应用 | |
Ghosh et al. | Swollen hexagonal liquid crystals as smart nanoreactors: implementation in materials chemistry for energy applications | |
CN102873337A (zh) | 一种聚烯丙基胺导向的铂纳米立方体的制备方法 | |
CN105006379B (zh) | 一种二氧化钌纳米团簇/碳复合材料及其制备方法 | |
CN105945298A (zh) | 一种空心钯纳米球的制备方法 | |
CN104151821B (zh) | 一种应用于燃料电池催化的花状多孔碳材料复合物的制备 | |
CN104690286A (zh) | 片状和球状混合银粉及其制备方法 | |
CN110302764A (zh) | 一种超高比表面改性微球及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |