本发明涉及纤维工业技术领域,具体涉及一种银/钒酸铋纳米纤维的制备方法。
背景技术:
环境污染和能源短缺是人类可持续发展所面临的重要问题。21世纪以来,工业化的发展伴随着大量工业废水废气的排放,严重污染了我们生活的环境。环境污染的治理亟不可待。基于半导体材料的光催化剂通过光催化反应治理污水受到了人们的普遍关注,类似于光合作用,光催化反应将太阳光能转化为化学能,具有成本低廉,适用面广,绿色环保等优点。
目前得到广泛研究的半导体光催化剂有tio2、zno,然而,由于这些半导体材料具有较宽的带隙,其光催化反应需要在紫外光条件下进行,但是紫外光只占太阳光能的不到4%,使其应用受到了限制。近年来研究人员致力于开发非tio2基,具有本征可见光响应的半导体光催化剂,比如钒酸铋,钨酸铋,铌酸银等等。就钒酸铋而言,bi的6s,v的3d,以及o的2p共同组成一个连续的价带,使得其带隙降低到可见光范围。钒酸铋存在有三种相结构:立方锆石相,立方白钨矿和单斜白钨矿。其光催化性能受其晶体结构的影响很大,单斜相的钒酸铋的光催化效率要显著高于其他两相。
技术实现要素:
本发明旨在针对上述问题,提出一种银/钒酸铋纳米纤维的制备方法。
本发明的技术方案在于:
银/钒酸铋纳米纤维的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
将bi(no3)3·5h2o溶解在硝酸溶液中,加入柠檬酸螯合剂,溶解后在溶液中缓慢加入氨水,直到溶液中出现白色沉淀并重新溶解,得到溶液a;
将柠檬酸与偏钒酸铵溶解于去离子水中得到溶液b;
将溶液a与b混合并加入pvp和无水乙醇得到bivo4的前驱体溶液;
在前驱体溶液中加入硝酸银,银的原子分数设定在0~12.5%;
以塑料毛细管作为针头,在毛细管中插入ag线连接高压发生器,引入电荷,接收电极为铝箔进行纺丝后得到纤维无纺布,避光保存在氧化铝坩埚中;
将上述得到的纤维无纺布进行煅烧,得到ag/bivo4复合纳米纤维。
所述的bi(no3)3·5h2o/pvp/无水乙醇/h2o=1/2.5/8/10。
所述的偏钒酸铵和bi(no3)3的浓度为0.103mol/l。
所述的引入电荷的过程中,所加电压为20kv,接收距离为20cm。
所述的煅烧的温度为450℃,煅烧时间为1h。
所述的银的含量为10%。
本发明的技术效果在于:
本发明通过电纺丝的方法,制备得到了ag负载的ag/bivo4复合纳米纤维,复合纳米纤维的光催化效率较纯bivo4纳米纤维有了显著提高,具有最好的光催化性能,能够在20min中可见光照下将rhb完全降解,其反应速率常数为0.1817min-1,表观量子效率达到92%。具体实施方式
将bi(no3)3·5h2o溶解在硝酸溶液中,加入柠檬酸螯合剂,溶解后在溶液中缓慢加入氨水,直到溶液中出现白色沉淀并重新溶解,得到溶液a;
将柠檬酸与偏钒酸铵溶解于去离子水中得到溶液b;
将溶液a与b混合并加入pvp和无水乙醇得到bivo4的前驱体溶液;
在前驱体溶液中加入硝酸银,银的原子分数设定在0~12.5%;
以塑料毛细管作为针头,在毛细管中插入ag线连接高压发生器,引入电荷,接收电极为铝箔进行纺丝后得到纤维无纺布,避光保存在氧化铝坩埚中;
将上述得到的纤维无纺布进行煅烧,得到ag/bivo4复合纳米纤维。
所述的bi(no3)3·5h2o/pvp/无水乙醇/h2o=1/2.5/8/10。
所述的偏钒酸铵和bi(no3)3的浓度为0.103mol/l。
所述的引入电荷的过程中,所加电压为20kv,接收距离为20cm。
所述的煅烧的温度为450℃,煅烧时间为1h。
所述的银的含量为10%。
实施例1
实施如上所示的方法,当银含量为0时,将不含银的纤维于450℃煅烧1h后,纤维表面变得粗糙,纤维直径有了显著减小。
实施例2
实施如上所示的方法,当银含量分别为2.5%,5%,7.5%,10%时,与不含银的纤维于450℃煅烧1h后,与不负载银的纳米纤维相比,负载银后的纳米纤维表面变得更加粗糙,且随着银含量的增加,纳米纤维趋向于烧结在一起。纤维直径在100~200nm。10%银含量的纳米纤维中,能明显看到粘连在一起的纤维。