[发明专利]一种用于可见光催化的碘氧铋‑碳纤维复合纳米材料及制备方法

摘要

本发明碘氧铋‑碳纤维复合纳米材料是将聚丙烯腈（PAN）、加入到N‑N二甲基酰胺（DMF）中，磁力搅拌，得到透明稳定的溶液在静电纺丝发生装置进行电纺，得到的电纺前驱纳米纤维首先在马弗炉中进行预热再放入管式炉中于氮气气氛下烧结，将所得的碳纳米纤维和硝酸铋((BiNO3)3.5H2O)、碘化钾（KI）、乙二醇一起放入水热反应釜中进行水热反应，得到碘氧铋‑碳纤维复合纳米材料。本方法所得碘氧铋‑碳纤维复合纳米材料均匀、连续，并具有加大的强度、韧性，呈几厘米大小的块状，有效克服了纳米粉体回收困难的缺点，其在可见光（λ>420nm）下对染料甲基橙的降解具有很好的催化效果，在污水处理方面具有广阔的应用前景。

主权项

一种用于光催化的碘氧铋‑碳纤维复合纳米材料的制备方法，其特征在于具体合成步骤如下：(1)首先，将聚丙烯腈加入到N‑N二甲基酰胺中，磁力搅拌6小时以上至透明稳定，得到透明稳定的溶胶；(2)将步骤（1）所述溶胶溶液在静电纺丝发生装置中于环境温度大于20℃，湿度小于85，纺丝电压8~25KV，针头直径0.6~1.2mm，针头与接收器距离15~25cm的条件下进行电纺；(3)将步骤(2)得到的电纺前驱纳米纤维首先在马弗炉中采用阶段程序升温，先以5℃/min的加热速率从室温加热至200℃并保持30min以上进行预热，然后放入管式炉中在氮气气氛保护下以1~10℃/min的加热速率升温至700~1200℃焙烧1~5h，最后自然冷却到室温，即得到碳纳米纤维；(4)称取一定量Bi(NO3)3·5H2O、碘化钾，溶于乙二醇中配成溶液，将步骤（3）得到的碳纳米纤维放入其中，再将上述溶液转移到水热反应釜中，将反应釜放入鼓风干燥箱中160℃保温6小时，冷却、洗涤、干燥，即得；所述Bi(NO3)3·5H2O与碘化钾的摩尔浓度应相等；该材料微观结构为直径约200 nm的线状结构，且表面均匀生长有碘氧铋片状结构，宏观结构为絮状。