具有高效光催化性能的蒙脱石负载bi20o30
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tio2复合材料的制备方法
技术领域
1.本发明涉及新型材料合成技术领域，具体为一种具有高效光催化性能的蒙脱石负载bi
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tio2复合材料的制备方法。
背景技术：
2.据统计，全世界已经有超过10万种的染料，而且每年都会有70万吨的染料被应用在纺织产业中，其中50％的染料是活性染料，即使这些染料以低浓度排放入水体后，也会阻碍阳光进入水体，导致水中溶解氧含量降低，高毒性的特点也会危害生物健康。因此，对染料废水的处理是目前治理环境污染的一大难题。因此，寻找一种高效、绿色、低能耗的染料废水处理方法显得尤为重要。我国的蒙脱石(montmorillonite)储量非常丰富，具有大比表面积、优良吸附性、层间阳离子交换性好等优点，尤其是经过金属离子或有机大分子插层改性后的蒙脱石能有效去除水中的污染物，是一种广受关注的新型矿物材料。tio2是一种有潜力的半导体材料，因其无毒、稳定、一定的吸附性能、高光催化活性等特点被广泛应用于光催化技术领域。bi2o3是一种重要的半导体材料，其禁带宽度为2～3.96ev，在可见光范围有较好的吸收，因此在可见光催化应用方面具有一定的潜力。然而，当单独使用bi2o3、tio2或蒙脱石处理染料废水时，还存在光催化活性低、光生电子和空穴易复合、tio2颗粒易团聚、吸附效果不佳等问题，严重影响了其对于染料废水的降解能力。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种具有高效光催化性能的蒙脱石负载bi
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tio2复合材料的制备方法，以解决单独使用bi2o3、tio2或蒙脱石处理染料废水时，光催化活性低、光生电子和空穴易复合、tio2颗粒易团聚、吸附效果不佳等问题，以克服现有技术的不足。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有高效光催化性能的蒙脱石负载bi
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tio2复合材料的制备方法，其具体操作步骤如下：
5.a.称取10～12mmol五水合硝酸铋放入烧杯，加入8～10ml冰乙酸，在室温条件下超声震荡20～30min，使五水合硝酸铋充分溶解；
6.b.取25～30ml无水乙醇加入到a中，充分搅拌30min混合均匀；
7.c.取适量钛酸四丁酯缓慢滴加到b中，搅拌1h，使其混合均匀；
8.d.将c在60～100℃条件下，恒温水浴搅拌40～60min，搅拌结束后在室温条件下静置12～24h；
9.e.将静置后的产品在80～100℃的干燥箱内干燥；
10.f.干燥后的产品经研磨后过200目筛，制得bi
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tio2初步产品，在再经过400～800℃高温焙烧2～3.5h，即可制得bi
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tio2材料；
11.g.称取1～5g钠基蒙脱石放入烧杯中，加入100ml去离子水，同时加入1～4g六偏磷酸钠，在室温条件下搅拌3h，使钠基蒙脱石充分分散；
12.h.将f中制得的bi
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tio2初步产品加入到g中，室温下搅拌2～4h，停止搅拌后静置12～24h；
13.i.将静置后的产品在一定转速下离心分离，取沉淀物用与离子水和无水乙醇洗涤至中性后，在80～100℃的干燥箱内干燥；
14.j.将干燥后的固体研磨过200目筛，制得蒙脱石负载bi
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tio2复合材料的初步产品，再经400～800℃高温焙烧2～3.5h，即可制得蒙脱石负载bi
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tio2复合材料产品。
15.优选的，所述步骤c中铋钛比为1～4。
16.优选的，所述步骤d中水浴搅拌温度优选为60～80℃。
17.优选的，所述步骤f、j中焙烧温度优选为400～600℃。
18.优选的，所述步骤g中钠基蒙脱石纯度达90％，粒径为200目。
19.优选的，所述复合材料中蒙脱石/bi
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tio2＝1～5。
20.优选的，所述离心机转速为3600r/min。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1)生成蒙脱石负载bi
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tio2复合材料的过程中，部分bi2o3及tio2进入蒙脱石的层状结构中，有效增大了蒙脱石的层间距，进而提高了蒙脱石的吸附性能。并且蒙脱石独特的层状结构有效降低了tio2颗粒易团聚的现象，进而提高了bi
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tio2的光催化性能。
23.2)传统的光催化剂在降解污染物时，由于其吸附性能较差，故而光催化降解周期较长。与传统的光催化剂相比，本发明将蒙脱石优良的吸附性能以及bi
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tio2优良的光催化性能结合起来，最大程度的将bi
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tio2优良的光催化性能表现出来，进而降低光催化降解周期。
24.3)本发明蒙脱石负载bi
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tio2复合材料制备方法操作简便易行，原材料易得，制备过程无需大型贵重设备，易于大规模生产，并且制得的光催化材料具有优良的循环使用性能，在光催化降解染料废水中具有广阔的应用前景。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本实施例提供一种具有高效光催化性能的蒙脱石负载bi
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tio2复合材料的制备方法：先将2.5g的钠基蒙脱石配成2.5％的钠基蒙脱石悬浮液，同时加入2.5g的六偏磷酸钠，搅拌12h，待用；取10mmol的五水合硝酸铋超声20min溶解于8ml的冰乙酸，五水合硝酸铋充分溶解后，在搅拌的条件下，加入30ml的无水乙醇；搅拌30min后，取2.5mol的钛酸四丁酯加入其中，并搅拌1h；搅拌完成以后，将其转入到80℃的恒温水浴搅拌器中，并搅拌45min；搅拌完成以后，将其在室温条件下静置24h；将静置后的产品置于80℃的干燥箱中干燥；干燥后的固体经研磨后过200目筛；将研磨后的产品加入到蒙脱石悬浮液中，常温下搅拌3h，然后静置12h；将静置后的产品离心分离(3600r/10min)，分离后的固体用去离子水和无水乙醇洗涤至中性后，在80的干燥箱内干燥；；干燥后的固体经研磨后过200目筛，然后在500℃条件下煅烧2h，得到蒙脱石负载bi
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tio2复合材料。
27.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
28.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。