[发明专利]钒酸铋纳米棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种钒酸铋纳米棒的制备方法，包括以下步骤：1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于硝酸溶液中，得到A溶液；2)将NH₄VO₃溶于氨水溶液中，得到B溶液；3)将A溶液缓慢加入到B溶液中，搅匀，调节pH至6.5～8，继续搅拌30～120min，得到混合液；4)向混合液中加入乙二胺四乙酸钠，搅拌，调节PH至8～9，搅拌15～60min后，超声分散，得到前驱液；5)将前驱液加入到高压反应釜中，在160～200℃的条件下进行水热反应，反应时间为3～10h，冷却，过滤，将沉淀物洗涤，离心，干燥，得到钒酸铋纳米棒。本发明制得的钒酸铋纳米棒尺寸小，比表面积大，光催化活性高。

技术领域

本发明涉光催化降解有机污染物技术领域，具体涉及一种钒酸铋纳米棒的制备方法。

背景技术

环境污染问题已成为全球问题，不但阻碍社会的快速发展而且威胁着人类健康。在各种环境污染中，化学污染影响最大。光催化技术在室温下可实现，而且利用太阳能，成本低廉，安全环保。半导体材料均具有光催化活性，光催化反应的机理也逐渐被人们认知。在众多半导体光催化剂材料中，二氧化钛最典型，它具有氧化性强，光诱导性好，亲水性好，稳定无毒等优点，在治理环境问题方面有很好的应用。然而，二氧化钛也有其局限性。光生电子-空穴对的复合几率较高，禁带宽度较大，这些不利特性严重阻碍了二氧化钛在光催化氧化领域的推广和应用。

单斜晶相钒酸铋的禁带宽度为2.3-2.4eV，它足够高的价带完全可以实现空穴对有机污染物的降解，并且导带位置也有利于光生电子的还原，具有较高的氧化能力，且其价带氧化电位位于2.4eV附近，从理论上将，能够实现在可见光下分解水和降解有机污染物的目标。钒酸铋的光催化性能与其自身晶体结构、晶粒尺寸以及颗粒形貌有很大的关系。由于常规的钒酸铋晶体粒径大，导致光生电子和空穴迁移到催化剂表面的传输距离长，容易在长距离迁移过程中发生复合，降低光催化效率。其次，常规钒酸铋晶体比表面积小，不能有效吸附污染物，也大大降低了光催化效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钒酸铋纳米棒的制备方法，该方法制得的钒酸铋纳米棒尺寸小，比表面积大，催化活性强。

本发明提供的技术方案是一种钒酸铋纳米棒的制备方法，包括以下步骤：

1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于1～4mol/L的硝酸溶液中，得到A溶液；

2)将与Bi(NO₃)₃·5H₂O等摩尔量的NH₄VO₃溶于1～4mol/L的氨水溶液中，得到B溶液；

3)将A溶液缓慢加入到B溶液中，搅匀，调节pH至6.5～8，继续搅拌30～120min，得到混合液；

4)向混合液中加入乙二胺四乙酸钠，搅拌，调节PH至8～9，搅拌15～60min后，超声分散，得到前驱液；

5)将前驱液加入到高压反应釜中，在160～200℃的条件下进行水热反应，反应时间为3～10h，冷却，过滤，将沉淀物洗涤，离心，干燥，得到钒酸铋纳米棒。

步骤4)中，所述乙二胺四乙酸钠的加入量为Bi(NO₃)₃·5H₂O重量的3～5倍。

步骤1)中，硝酸溶液的浓度为3～4mol/L。

步骤2)中，氨水溶液浓度为2～2.5mol/L。

步骤5)中，所述洗涤是将沉淀物用去离子水和/或乙醇洗涤。

步骤5)中，所述干燥是在40～100℃下干燥4～24h。