CN105664980A - 一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途 - Google Patents

一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途 Download PDF

Info

Publication number
CN105664980A
CN105664980A CN201610101729.7A CN201610101729A CN105664980A CN 105664980 A CN105664980 A CN 105664980A CN 201610101729 A CN201610101729 A CN 201610101729A CN 105664980 A CN105664980 A CN 105664980A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pine needle
flower
biocl
preparation
composite photo
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.)
Granted
Application number
CN201610101729.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105664980B (zh
Inventor
吴旦
马长畅
周明君
汪涛
秦莹莹
闫永胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201610101729.7A priority Critical patent/CN105664980B/zh
Publication of CN105664980A publication Critical patent/CN105664980A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105664980B publication Critical patent/CN105664980B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B01J35/39
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/308Dyes; Colorants; Fluorescent agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/34Organic compounds containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/38Organic compounds containing nitrogen

Abstract

本发明提供了一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,包括如下步骤:步骤1、松针生物炭的制备:步骤2、花状BiOCl的合成:步骤3、生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备。本发明以松针生物炭为载体,负载BiOCl后成功应用于可见光下光催化降解罗丹明B,大大提高了可见光的利用率。在可见光的照射下,电子发生跃迁,使催化剂周围的水分子,氢氧根,溶解氧等转化为超氧自由基,羟基自由基等活性物质,进一步促进污染物的降解。

Description

一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途
技术领域
本发明属于环境材料制备技术领域,具体指一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途。
背景技术
随着染料工业的发展,其产生的废水已成为主要水污染源之一。罗丹明B(RhB)是一种人工合成染料,主要用于造纸工业染蜡光纸、打字纸、有光纸等;制造油漆、图画等颜料;也可用于腈纶、麻、蚕丝等织物以及麦秆、皮革制品的染色。但若进入人体中会对人体有潜在的影响,有致癌作用。因此,如何绿色高效的去除水环境中的RhB已成为研究热点。
生物炭作为一种新型碳源,其分布广,价廉易得,可再生,吸引了越来越多研究者的关注。且生物炭具有丰富的孔隙结构,比表面积巨大,是良好的吸附材料,但其缺点是没有活性。我国有丰富的松针资源,蕴藏量在1亿吨以上,每年可获得松针约200~300万吨。而氯化氧铋(BiOCl)因其独特的层状结构和电子性质,以及稳定的结构显示出优异的光催化性能,并广泛应用于化工,材料,能源,环保等领域。但因禁带宽度(约3.4eV)大,在可见光下不能被激发。生物炭负载BiOCl后可以使其在可见光下被激发,并增强其光催化活性。
发明内容
本发明以水热法和煅烧法为技术手段,制备出松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、松针生物炭的制备:
将松针粉末加入金属氯化物的水溶液中搅拌均匀,过滤、洗涤、干燥后得到固体1,将固体1放入管式炉煅烧得到固体2;称取固体2倒入稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥得到固体3;称取固体3加入甲苯中得到混合液A,向混合液A中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,得到混合液B,将混合液B在氮气气氛下水浴搅拌,最终将产物过滤、洗涤、干燥后得松针生物质炭;
步骤2、花状BiOCl的合成:
将五水合硝酸铋,氯化钾,柠檬酸溶于甲醇中,搅拌均匀,得到混合液C,将混合液C倒入反应釜进行恒温热反应,反应完毕,冷却至室温后,将产物离心、洗涤、烘干;
步骤3、生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将步骤1制备的松针生物炭加入甲醇中超声混匀得到混合液D,将花状BiOCl倒入甲醇中搅拌均匀得到混合液E,将混合液D和混合液E混合,得到混合液F,将混合液F水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,最终得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
步骤1中,所用的松针粉末与金属氯化物的水溶液的用量比为1g:50mL;所述的金属氯化物为ZnCl2、KCl、CaCl2、CuCl2、CoCl2中的任意一种,所用的金属氯化物的浓度为1mol/L。
步骤1中,所述的煅烧条件为氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。
步骤1中,固体2与稀盐酸的用量比为1g:50mL,稀盐酸的浓度为1mol/L。
步骤1中,制备混合液A时,所用的固体3与甲苯的用量比为1g:50mL;制备混合液B时,所用的混合液A与3-氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为50:3。
步骤1中,所述的水浴温度为70℃,水浴时间为12h。
步骤2中,制备混合液C时,所用的五水合硝酸铋、氯化钾、柠檬酸与甲醇的用量比为0.005mol:0.005mol:0.005mol:30mL;所述的恒温热反应的温度为150℃,反应时间为6h。
步骤3中,混合液D中,所述的松针生物炭的浓度为0.02g/mL,混合液E中,BiOCl的浓度为0.005~0.025g/mL;配置混合液F时,所用的混合液D与混合液E的体积比为1:1。
步骤3中,所述的水浴温度为90℃;所述的煅烧条件为氮气气氛下,由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。
按照上述的制备方法得到的松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂,用于降解废水中的罗丹明B。
有益效果:
本发明以松针生物炭为载体,负载BiOCl后成功应用于可见光下光催化降解罗丹明B,大大提高了可见光的利用率。在可见光的照射下,电子发生跃迁,使催化剂周围的水分子,氢氧根,溶解氧等转化为超氧自由基,羟基自由基等活性物质,进一步促进污染物的降解。
该方法合理利用自然资源,绿色高效,并提高了对可见光的利用率。
附图说明
图1为本发明制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,其中,曲线a为实施例1制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线b为实施例2制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线c为实施例3制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线d为实施例4制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线e为实施例5制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图;
图2为本发明制备的松针生物炭的SEM图,其中图a为实施例6制备的松针生物炭的SEM图,图b为实施例1制备的松针生物炭的SEM图;
图3为本发明制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图,其中,图a为实施例3制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图,图b为实施例3的局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步说明。
对本发明制备的复合光催化剂光催化活性的评价:在DW-01型光化学反应仪(购自扬州大学城科技有限公司)中进行,在模拟可见光灯(氙灯)照射下,将100mL15mg/L罗丹明B模拟废水加入反应器中并测定其初始值,然后加入复合光催化剂,磁力搅拌并开启曝气装置通入空气保持催化剂处于悬浮或飘浮状态,黑暗中搅拌30min达到吸附平衡。光照过程中间隔10min取样分析,离心分离后取上层清液在分光光度计λmax=552nm处测定吸光度,并通过公式:Dr=[1-Ai/A0]×100%算出降解率,其中A0为达到吸附平衡时罗丹明B溶液的吸光度,Ai为定时取样测定的罗丹明B溶液的吸光度。
本发明所用的干燥或烘干温度均为60℃,干燥时间为12h。
实施例1:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化锌水溶液中搅拌,过滤、干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末,煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.05g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到76.14%。
实施例2:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化锌水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.10g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到82.68%。
实施例3:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化锌水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.15g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到91.33%。
实施例4:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化锌水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.20g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到84.56%。
实施例5:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化锌水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.25g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到79.82%。
实施例6:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化钾水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.15g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到89.62%。
实施例7:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化钙水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.15g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到88.07%。
实施例8:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化铜水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.15g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到82.89%。
实施例9:
(1)松针生物炭的制备:
称取4g松针粉末,加入200mL1mol/L氯化钴水溶液中搅拌,过滤干燥后放入管式炉煅烧得黑色固体粉末。煅烧条件:氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。将2g黑色固体粉末倒入50mL1mol/L的稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥。取1g干燥后的产物倒入三颈烧瓶,加入50mL甲苯,再加入3mL3-氨丙基三乙氧基硅烷,通氮气,70℃水浴搅拌12h,过滤,反应完毕后将产物用甲苯和甲醇洗涤3~5次,干燥后得松针生物质炭。
(2)花状BiOCl的合成:
将0.005mol硝酸铋,0.005mol氯化钾,0.005mol柠檬酸溶于30mL甲醇中,搅拌均匀后倒入反应釜,放入150℃烘箱反应6h。冷却至室温后,用甲醇和去离子水洗涤,60℃烘干。
(3)生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将0.15g花状BiOCl倒入10mL甲醇中搅拌均匀,0.20g松针生物炭加入10mL甲醇中超声均匀,将两者混合后90℃水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,煅烧条件:由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。煅烧完毕后,得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
(4)取(3)中制得的光催化剂在光化学反应仪中进行光催化降解实验,测得该催化剂对罗丹明B的降解率在1h内达到85.46%。
图1为本发明制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,其中,曲线a为实施例1制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线b为实施例2制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线c为实施例3制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线d为实施例4制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图,曲线e为实施例5制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的XRD图;图中五条曲线的峰形大致相同,只强度有所区别。经对比,制备的BiOCl为四方晶相,标准卡片号为JCPDS06-0249。25.9°,32.5°,33.4°,46.6°,54.1°和75.3°分别对应于(101),(110),(102),(200),(211)和(212)面。
图2为本发明制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图,其中图a为实施例6制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图,图b为实施例1制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图;由图可看出用KCl预处理后制备的生物炭孔隙较少,且表面较为平整,相比较而言,用ZnCl2预处理后表面有孔隙,有利于罗丹明B的吸附。
图3为本发明制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图,其中,图a为实施例2制备的松针生物炭负载BiOCl复合光催化剂的SEM图,图b为实施例2的局部放大图。图a可以看出BiOCl成功负载到生物炭上,图b中可以看出BiOCl的形貌为花状,直径约为1微米。

Claims (10)

1.一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、松针生物炭的制备:
将松针粉末加入金属氯化物的水溶液中搅拌均匀,过滤、洗涤、干燥后得到固体1,将固体1放入管式炉煅烧得到固体2;称取固体2倒入稀盐酸中搅拌,过滤、洗涤至中性后干燥得到固体3;称取固体3加入甲苯中得到混合液A,向混合液A中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷,得到混合液B,将混合液B在氮气气氛下水浴搅拌,最终将产物过滤、洗涤、干燥后得松针生物质炭;
步骤2、花状BiOCl的合成:
将五水合硝酸铋,氯化钾,柠檬酸溶于甲醇中,搅拌均匀,得到混合液C,将混合液C倒入反应釜进行恒温热反应,反应完毕,冷却至室温后,将产物离心、洗涤、烘干;
步骤3、生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备:
将步骤1制备的松针生物炭加入甲醇中超声混匀得到混合液D,将花状BiOCl倒入甲醇中搅拌均匀得到混合液E,将混合液D和混合液E混合,得到混合液F,将混合液F水浴蒸干,放入管式炉中煅烧,最终得到松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,所用的松针粉末与金属氯化物的水溶液的用量比为1g:50mL;所述的金属氯化物为ZnCl2、KCl、CaCl2、CuCl2、CoCl2中的任意一种,所用的金属氯化物的浓度为1mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述的煅烧条件为氮气气氛下,由室温升至750℃,并保持6h,升温速率为3℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,固体2与稀盐酸的用量比为1g:50mL,稀盐酸的浓度为1mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,制备混合液A时,所用的固体3与甲苯的用量比为1g:50mL;制备混合液B时,所用的混合液A与3-氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为50:3。
6.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述的水浴温度为70℃,水浴时间为12h。
7.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2中,制备混合液C时,所用的五水合硝酸铋、氯化钾、柠檬酸与甲醇的用量比为0.005mol:0.005mol:0.005mol:30mL;所述的恒温热反应的温度为150℃,反应时间为6h。
8.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3中,混合液D中,所述的松针生物炭的浓度为0.02g/mL,混合液E中,BiOCl的浓度为0.005~0.025g/mL;配置混合液F时,所用的混合液D与混合液E的体积比为1:1。
9.根据权利要求1所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3中,所述的水浴温度为90℃;所述的煅烧条件为氮气气氛下,由室温升至250℃,并保持3h,升温速率为2℃/min。
10.权利要求1~9任意一项所述的一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法制备的松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的用途,其特征在于,所述松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂用于降解废水中的罗丹明B。
CN201610101729.7A 2016-02-24 2016-02-24 一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途 Expired - Fee Related CN105664980B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610101729.7A CN105664980B (zh) 2016-02-24 2016-02-24 一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610101729.7A CN105664980B (zh) 2016-02-24 2016-02-24 一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105664980A true CN105664980A (zh) 2016-06-15
CN105664980B CN105664980B (zh) 2018-04-17

Family

ID=56304991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610101729.7A Expired - Fee Related CN105664980B (zh) 2016-02-24 2016-02-24 一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105664980B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106099076A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 北京化工大学 一种花状氮掺杂碳包覆铋结构复合材料及其制备方法和应用
CN108114595A (zh) * 2017-12-25 2018-06-05 河南师范大学 一种BiOCl光催化剂室温负载方法
CN110302810A (zh) * 2019-07-18 2019-10-08 江西理工大学 BiOCl/炭化鸡蛋膜复合可见光催化剂的制备方法及其应用
CN110422905A (zh) * 2019-09-05 2019-11-08 太原师范学院 一种利用焦炭负载BiOCl催化脱除双酚A的方法
CN112473700A (zh) * 2020-12-07 2021-03-12 南昌航空大学 一种溴氧化铋/生物炭复合可见光催化剂的制备方法及应用
CN113289647A (zh) * 2021-05-12 2021-08-24 南京师范大学 一种生物炭掺杂BiOBrxCl1-x光催化剂、制备方法及应用
CN113828301A (zh) * 2021-10-29 2021-12-24 广东光华科技股份有限公司 复合光催化材料及其制备方法和应用
CN113926482A (zh) * 2021-10-26 2022-01-14 宜宾学院 一种生物炭复合光催化材料的制备方法及应用
CN115193453A (zh) * 2022-07-13 2022-10-18 云南大学 一种生物炭基光催化剂及制备方法、RhB敏化生物炭基光催化剂及制备方法和应用
WO2023245753A1 (zh) * 2022-06-22 2023-12-28 江苏大学 一种BiOX/N掺杂生物质炭纳米复合材料的制备方法和用途

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101780952A (zh) * 2010-03-26 2010-07-21 上海交通大学 负载功能氧化物多孔炭的制备方法
CN102631936A (zh) * 2012-04-11 2012-08-15 中山大学 一种BiOI复合材料及其制备方法和应用
CN103623849A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 江苏大学 一种石墨烯/BiOClxBr1-x微纳米复合光催化剂及其制备方法
CN103920508A (zh) * 2014-03-28 2014-07-16 山东大学 一种经硝酸处理的碳纤维负载卤氧化铋纳米花及其制备方法
CN104646037A (zh) * 2015-01-12 2015-05-27 内蒙古科技大学 BiOXs光催化剂、石墨烯复合的BiOXs光催化剂、及其制备方法
CN105289496A (zh) * 2015-11-23 2016-02-03 江苏大学 一种蜂窝管状竹叶生物炭材料及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101780952A (zh) * 2010-03-26 2010-07-21 上海交通大学 负载功能氧化物多孔炭的制备方法
CN102631936A (zh) * 2012-04-11 2012-08-15 中山大学 一种BiOI复合材料及其制备方法和应用
CN103623849A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 江苏大学 一种石墨烯/BiOClxBr1-x微纳米复合光催化剂及其制备方法
CN103920508A (zh) * 2014-03-28 2014-07-16 山东大学 一种经硝酸处理的碳纤维负载卤氧化铋纳米花及其制备方法
CN104646037A (zh) * 2015-01-12 2015-05-27 内蒙古科技大学 BiOXs光催化剂、石墨烯复合的BiOXs光催化剂、及其制备方法
CN105289496A (zh) * 2015-11-23 2016-02-03 江苏大学 一种蜂窝管状竹叶生物炭材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUPING ZHU, 等,: ""In situ synthesis of N-doped carbon nanotubes-BiOCl nanocomposites and their synergistic photocatalytic performance"", 《RSC ADVANCES》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106099076A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 北京化工大学 一种花状氮掺杂碳包覆铋结构复合材料及其制备方法和应用
CN108114595A (zh) * 2017-12-25 2018-06-05 河南师范大学 一种BiOCl光催化剂室温负载方法
CN110302810B (zh) * 2019-07-18 2022-02-08 江西理工大学 BiOCl/炭化鸡蛋膜复合可见光催化剂的制备方法及其应用
CN110302810A (zh) * 2019-07-18 2019-10-08 江西理工大学 BiOCl/炭化鸡蛋膜复合可见光催化剂的制备方法及其应用
CN110422905A (zh) * 2019-09-05 2019-11-08 太原师范学院 一种利用焦炭负载BiOCl催化脱除双酚A的方法
CN110422905B (zh) * 2019-09-05 2021-07-23 太原师范学院 一种利用焦炭负载BiOCl催化脱除双酚A的方法
CN112473700A (zh) * 2020-12-07 2021-03-12 南昌航空大学 一种溴氧化铋/生物炭复合可见光催化剂的制备方法及应用
CN113289647A (zh) * 2021-05-12 2021-08-24 南京师范大学 一种生物炭掺杂BiOBrxCl1-x光催化剂、制备方法及应用
CN113289647B (zh) * 2021-05-12 2023-09-22 南京师范大学 一种生物炭掺杂BiOBrxCl1-x光催化剂、制备方法及应用
CN113926482A (zh) * 2021-10-26 2022-01-14 宜宾学院 一种生物炭复合光催化材料的制备方法及应用
CN113828301A (zh) * 2021-10-29 2021-12-24 广东光华科技股份有限公司 复合光催化材料及其制备方法和应用
WO2023245753A1 (zh) * 2022-06-22 2023-12-28 江苏大学 一种BiOX/N掺杂生物质炭纳米复合材料的制备方法和用途
CN115193453A (zh) * 2022-07-13 2022-10-18 云南大学 一种生物炭基光催化剂及制备方法、RhB敏化生物炭基光催化剂及制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105664980B (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105664980A (zh) 一种松针生物炭负载花状BiOCl复合光催化剂的制备方法及用途
CN103480353A (zh) 一种用水热法合成碳量子点溶液制备复合纳米光催化剂的方法
CN105964256B (zh) 一种核壳型四氧化三铁/氧化石墨烯复合型纳米催化剂的制备方法
CN107020142B (zh) 泡沫镍负载碳氮/还原石墨烯光催化剂的制备方法
CN105032468A (zh) 一种Cu2O-TiO2/g-C3N4三元复合物及其制备和应用方法
CN106076384A (zh) 一种三元复合光催化材料及其制备方法和用途
CN106881111B (zh) 氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用
CN107866234A (zh) 一种高活性ZnIn2S4/TiO2 Z体系催化剂材料及其制备方法
CN109847786A (zh) 一种Z型光催化剂MgAlLDH/CN-H的制备方法及应用
CN107486198A (zh) 一种基于桃花生物质碳修饰的Bi2WO6复合光催化剂的制备方法及用途
CN104689835B (zh) CeO2纳米颗粒/CdS纳米棒复合光催化剂及其制备方法和应用
CN107715906B (zh) 一种氮化碳/钛酸锌/氧化钛三明治状直接z型异质结复合光催化剂的制备方法
CN106513017A (zh) 一种复合光催化材料及其制备方法和应用
CN109550500A (zh) 一种可磁性分离的石墨烯基锌铁混合双金属氧化物光催化剂的制备方法及其应用
CN103537307A (zh) 石墨烯-磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用
CN102872848A (zh) 吸附增强型石墨烯二氧化钛纳米复合物光催化剂的制备方法
CN103193265A (zh) 一种掺杂Ag/AgCl的螺旋状TiO2纳米线的制备方法
CN105126799A (zh) TiO2/SiO2复合氧化物的制备及其光催化降解方法
CN106044842A (zh) 一种扇形羟基氟化锌的制备方法及其应用
CN105833860A (zh) 一种CQDs/Bi2WO6复合光催化剂及其制备方法
CN106000437A (zh) 一种可见光响应型氯氧铋光催化剂及其制备方法与应用
CN105344379B (zh) 一种水滑石负载酞菁铁可见光‑芬顿催化剂及其制备方法和应用
CN105289457B (zh) 一种中空结构TiO2纳米材料的制备方法及其应用
CN105854898A (zh) 一种纤维素基核壳结构CdS/ZnO光催化剂的制备方法
Jia et al. Fast photodegradation of antibiotics and dyes by an anionic surfactant-aided CdS/ZnO nanodispersion

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180417

Termination date: 20190224

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee