CN111330575A - 一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料、制备方法及其应用。可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备方法，包括：将棉织物在多巴胺溶液(PDA)中进行预处理，浸入AgNO3溶液中，室温下搅拌3 h，经水洗、干燥得到Ag/棉织物复合材料。将Bi(NO3)3·5 H2O溶解在甘油中；将NaVO3·2 H2O溶解在去离子水中；高压釜180℃保持8 h；经离心、水洗、醇洗、烘干后得到BiVO4粉末。将Ag/棉织物置于上述BiVO4的水溶液中，搅拌得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。本发明以生物材料为基底，表现出柔性、可弯曲性，光响应范围宽、可回收利用、成本低廉，有效解决现存粉末光催化剂难以分离、回收的问题，实现资源的可持续发展。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料技术领域，特别涉及一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的方法及其应用。
背景技术
半导体光催化是一种清洁能源的高效利用技术，在光解水制氢、二氧化碳转化、空气净化和水降解处理等方面均有应用，有望解决世界能源短缺和环境污染问题。由于我国铋产量丰富，铋族光催化剂具有较高的光催化效率，引起了研究人员的广泛关注。钒酸铋(BiVO4)的禁带宽度为2.3-2.4eV，可在可见光下分解水和降解污染物，具有光响应范围宽、低碳环保、无毒的特点。但由于光生电子和空穴容易复合，量子效率低，光降解效率受到限制。因此，开发具有高的光生载流子分离效率，宽范围的可见光响应和低成本的BiVO4基复合材料仍然是巨大的兴趣和挑战。
单一半导体材料的性能和应用一般具有较大的局限性，不能满足实际生产的各种需求。通过在其表面加载金属或金属氧化物，如V2O5/BiVO4、Cu/BiVO4、CeO2/BiVO4等，在材料内部形成内建电场促进光生载流子的分离，从而提高光催化活性。
最近，贵金属光催化剂成为当前研究热点，例如Au/TiO2、TiO2/Ag-Ag2S等，利用贵金属的等离子共振(SPR)效应，能够提高其载流子传输速率，抑制光生电子-空穴复合，达到更优的光能到化学能转化的目的。
虽然这些措施能够有效改善光催化活性，但在光催化水处理的应用过程中纳米复合粉末很难回收，将导致二次污染并限制其实际应用。因此，如何确保光催化剂稳定作用，减少回收困难，成为当前亟待解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的方法及其应用，可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料以廉价易得的生物材料为基底，表现出柔性、可弯曲性，即使长时间折叠或反复弯曲也无需担心材料损坏，也可根据不同的使用环境进行裁剪，具有光响应范围宽、可回收利用、循环性能好、成本低廉的优势，能够实现资源的可持续发展及循环利用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的方法，包括以下步骤：将棉织物在多巴胺溶液(PDA)中进行预处理，并浸入一定浓度的AgNO3溶液中，室温下搅拌3 h，经水洗、干燥后得到Ag/棉织物复合材料。将一定摩尔量的Bi(NO3)3·5 H2O溶解在甘油中；将一定摩尔量NaVO3·2 H2O溶解在去离子水中；混合前述溶液并转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h；经离心、水洗、醇洗，60 ℃烘干4 h，得到BiVO4粉末。将Ag/棉织物置于上述BiVO4的水溶液中，超声分散一定时间后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
步骤一：
将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
步骤二：
将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
步骤三：
将0.1 g AgNO3溶于100ml水中得到溶液B；
步骤四：
将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
步骤五：
将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶于16 ml甘油得到前驱体溶液C；
将0.4 mmol NaVO3·2 H2O溶于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
步骤六：
将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h后得到合成产物C；
步骤七：
将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
步骤八：
将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
步骤九：
将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所述步骤一中调节PH范围为7.0～9.0。
所述步骤二中浸渍时间范围为6～48 h。
所述步骤三中AgNO3质量范围为0.05～0.4g。
所述步骤四中搅拌时间范围为1 h～12 h。
所述步骤八中产物D质量范围为0.05～0.4g。
所述步骤九中搅拌时间范围为1 h～12 h。
可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料应用于光催化技术，如污染物降解、光分解水等。以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
本发明的有益效果：
本发明采用生物模板浸渍法，利用生物模板PDA的强还原性，制备出可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料，表现出柔性、可弯曲性，即使长时间折叠或反复弯曲也无需担心材料损坏，具有电荷分离率高、光吸收范围广、光催化活性高、降解速率快、水解能力强的优势。
贵金属纳米颗粒能够有效传递电子，抑制光生电子-空穴的复合，同时，其表面等离子体共振效应(SPR)有利于吸收可见光，使光催化效果显著提升。
由于新的生物模板方法的迅速发展，聚多巴胺材料(PDA)具有较强的附着力和还原性，可在室温下将金属前体盐还原为相应的金属元素。因此，可在室温下用PDA为模板直接还原Ag+，从而均匀制备Ag纳米颗粒，制备过程简单环保。
另外，在实际应用中必须解决光催化剂的回收和再利用的问题，因此光催化剂应固定在某些基底上，例如织物，纤维和塑料等。纺织品廉价易得，具有优异的物理和机械性能，丰富的多孔结构可以促进染料分子的吸收，并方便光催化剂的回收利用，解决了粉末状催化剂回收难的现状。
附图说明
图1为可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备流程图及样品示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例2
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为7，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例3
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为9，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例4
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中6 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例5
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中48 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例6
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.05 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例7
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.4 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例8
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例9
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌12 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例10
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.05 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例11
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.4 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例12
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌12 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例13
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中12 h，得到产物A；
（3）将0.2 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌6 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.2 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌6 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例14
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为7.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.15 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌1 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
实施例15
（1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为8.5，得到溶液A；
（2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中24 h，得到产物A；
（3）将0.1 g AgNO3溶于100 ml水中得到溶液B；
（4）将产物A置于溶液B中搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
（5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶解于16 ml甘油得到前驱体溶液C；将0.4 mmolNaVO3·2 H2O溶解于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
（6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h得到合成产物C；
（7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
（8）将0.1 g产物D溶于100 ml水中，得到溶液E；
（9）将产物B浸渍于溶液E中，搅拌3 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
所得可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光催化性能测试方法如下：
以300 W的Xe灯为光源，用小于800 nm波长的截止滤光片模拟太阳光。量取50 ml罗丹明B(Rh B)溶液并加入催化剂。在光照前，在黑暗中吸附搅拌30 min使催化剂与污染物达到吸附平衡。开灯后，每隔固定20 min从反应容器中取4 mL样品，用紫外-可见分光光度计测定Rh B的吸光度，根据吸光度来判断催化剂对污染物溶液的降解效率。
参见图1，图1为可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备流程图及样品示意图，即实施例1所制样品。通过将棉织物材料用PDA进行预处理后，在AgNO3溶液中浸泡一定时间，得到Ag/纺织布，将其在先前制备好的BiVO4溶液中沉积一定时间后得到Ag/BiVO4/棉织物。通过将样品对折180°、卷曲360°或者任意角度，样品不受到损坏，表现出优异的柔性和可弯曲性。
由以上实施例可以看出本发明提供的一种制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料制备方法步骤简单，制备的可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料光响应范围增大、载流子分离率提高，作为光催化材料具有催化活性高、降解速率快、水解能力强的优势，为太阳能的高效利用提供新思路。
以棉织物为基底负载Ag/BiVO4的技术为解决BiVO4的带隙问题和载流子复合问题提供了机遇，粗糙多孔的BiVO4有助于吸附更多电子进行氧化还原反应，利用Ag具有贵金属的SPR效应，有效分离电荷。此外，利用Ag和BiVO4的协同作用，促进电荷分离效率，增强光吸收范围。以棉织物基底，丰富的多孔结构可以促进染料分子的吸收，廉价易得，制备方法简单，可根据实际使用情况任意裁剪，并方便光催化剂的回收利用，解决了现存粉末状催化剂回收难的现状。制备可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料是解决光催化材料电子-空穴极易复合、粉末催化剂回收困难、实现可持续发展的有效方法和可靠途径。
Claims (9)
1.一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将经聚多巴胺预处理的棉织物在AgNO3溶液中浸渍，均匀制备Ag纳米颗粒；在将前述产物在BiVO4分散体中浸渍，得到一种可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经聚多巴胺预处理的棉织物由棉织物浸渍于pH为7~9的聚多巴胺预处理溶液得到。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，棉织物在聚多巴胺预处理溶液中浸渍时间为6~48 h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：将经聚多巴胺预处理的棉织物浸渍在含0.05 g～0.4 gAgNO3的水溶液中，搅拌1h～12h，得到Ag/棉织物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：将Ag/棉织物浸渍在含0.05g～0.4 gBiVO4的水分散体中，搅拌1h～12h，得到Ag/BiVO4/棉织物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，BiVO4由包括以下步骤的方法得到：将分散有Bi(NO3)3和NaVO3的体系在120℃～200℃进行溶剂热反应6~12 h，得到BiVO4。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将0.2 g多巴胺溶于100 mL水中，用1 mol/L NaOH溶液调节PH为7.0～9.0，得到溶液A；
2）将一定尺寸的棉织物用丙酮和乙醇进行清洗；在室温下置于溶液A中浸渍6～48 h，得到产物A；
3）将0.05～0.4g AgNO3溶于100ml水中得到溶液B；
4）将产物A置于溶液B中搅拌1 h～12 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3 h后得到产物B；
5）将0.4 mmol Bi(NO3)3·5 H2O溶于16 ml甘油得到前驱体溶液C；
将0.4 mmol NaVO3·2 H2O溶于16 ml去离子水得到前驱体溶液D；
6）将溶液C加入溶液D并剧烈搅拌，得到溶液E；将溶液E转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，180 ℃保持8 h后得到合成产物C；
7）将溶剂热合成产物C经过10000 rpm离心分离，去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干4 h后得到产物D；
8）将0.05～0.4g产物D溶于100 ml水中，得到分散体E；
9）将产物B浸渍于分散体E中，搅拌1 h～12 h，经过去离子水和乙醇洗涤，60 ℃烘干3h后得到可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
8.权利要求1-7任一项所述方法得到的可回收柔性Ag/BiVO4/棉织物复合光催化材料。
9.权利要求8所述的材料用于光催化降解污染物或光催化产氧的应用。
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