[发明专利]BiFeO3

说明书

本发明公开了一种BiFeO₃颗粒‑碳纤维复合材料催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)依次使用HCl溶液、丙酮、乙醇和去离子水超声洗涤碳纤维，备用；2)将Fe(NO₃)₃·9H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O按一定计量比溶于去离子水中，加入一定量KOH，配制成碱性反应液；3)把烘干的碳纤维放入碱性反应液中，并转移至反应釜内在一定温度下反应特定时间，反应结束后收集生长有粉末的碳纤维，并用无水乙醇和去离子水离心洗涤后干燥，得到所述复合材料催化剂。该方法可以在不改变催化剂本身催化性能的同时，实现对催化剂的快速回收，制备过程简单，绿色无污染,同时催化性能高，环境友好，可以循环利用。

技术领域

本发明涉及一种BiFeO₃颗粒-碳纤维复合材料催化剂的制备方法，属于催化材料领域。

技术背景

目前各类水体中大量存在的有机物污染物引起了人们的广泛关注，这些有机物会影响到水中藻类植物的生长破坏生态平衡，甚至会随着食物链最终流向人体，危害到人体健康。为了不造成额外的环境负担，利用太阳能来降解有机污染物的光催化技术成为了如今的研究热点。

光催化降解有机物生成无害的·OH等是一种友好的绿色催化技术，然而采用的催化剂多是粉末，存在回收困难、残留粉末中离子对环境造成二次污染和回收后催化性能降低等缺陷，因此需要制备新型高效的可回收催化剂。

BiFeO₃颗粒-碳纤维复合材料催化剂中，BiFeO₃颗粒均匀的分布在碳纤维表面，光催化反应结束后，在回收碳纤维的同时即可实现对BiFeO₃颗粒的完全回收。且碳纤维柔韧性高，在水中易发生变形带动BiFeO₃颗粒发生形变，在BiFeO₃颗粒内部产生压电场，进一步促进有机污染物的降解。

张太亮等人(公开号为CN111111683A)公开了一种复合光催化剂的制备方法，采用抗坏血酸等有机溶剂，对环境会有不够友好。张朝红等人(公开号为CN106807400B)制备了一种复合铁酸铋光催化剂，此光催化剂为粉末回收再次利用困难。徐婷等人(CN106268844A)采用溶胶-凝胶法制备得到BiFeO₃光催化剂，此方法制备成本低，样品纯度高，但是该光催化剂制备过程复杂难以控制。

总体来看，目前的多数光催化剂制备方法对环境不友好，存在回收困难，制备过程复杂的缺点。

发明内容

技术问题：基于背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种BiFeO₃颗粒-碳纤维复合材料催化剂的制备方法，该方法可以在不改变催化剂本身催化性能的同时，实现对催化剂的快速回收，制备过程简单，使用去离子水作为水热法溶剂绿色无污染,同时制备得到的催化剂催化效率高,并且可以利用碳纤维的柔韧性，实现压电催化辅助光催化共同降解有机污染物。

技术方案：本发明提供了一种BiFeO₃颗粒-碳纤维复合材料催化剂的制备方法，该BiFeO₃-碳纤维颗粒复合材料催化剂中，BiFeO₃颗粒均匀的分布在碳纤维表面，满足催化过程中要求的催化剂比表面积大、与有机污染物反应位点多的要求，具有高效的特点，同时可回收，该方法包括以下步骤：

1)依次使用HCl溶液、丙酮、乙醇和去离子水超声洗涤碳纤维，备用；

2)将Fe(NO₃)₃·9H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O按一定计量比溶于去离子水中，加入一定量KOH，配制成碱性反应液；