[发明专利]一种BiFeO3

说明书

本发明公开了一种BiFeO₃纳米材料及其制备方法，和在超声催化降解去除水中有机污染物亚甲蓝（Methylene blue,MB）的应用。制备方法为以Bi(NO₃)₃·5H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O为原料，KOH溶液作为溶剂，采用水热合成法制备了BiFeO₃纳米材料。使用BiFeO₃催化超声降解亚甲蓝，经优化后最佳实验条件为合成BiFeO₃温度为433K，前驱物浓度为0.2 mol/L，BiFeO₃加入量为0.68 mg/ml，MB初始浓度为5 mg/L，超声功率为200 W，超声时间为2 h。利用此法制备的BiFeO₃对水中MB的降解率为83.4±7.92%。

技术领域

本发明涉及环境污染治理领域，提出了一种BiFeO₃纳米材料及其制备方法和在超声催化降解有机污染物亚甲蓝中的应用。

技术背景

有机染料废水的污染是全球水污染面临的重大难题。亚甲蓝是一种有危害性的致畸有机染料污染物。因为亚甲蓝可以对光线吸收，使水的透明度变低，导致其化学需氧量增加，影响水的自净功能。目前常用的亚甲蓝处理方式如物理法，存在成本过高、处理不彻底等缺陷；如厌氧生物处理法降解有机染料废水，虽然该法在实验中效果可观，但是投入实际处理印染废水的效果却并不理想。而超声催化氧化法具有突出优势：（1）可以应用于多种有机污染物的降解；（2）能够从不同介质中去除有机污染物；（3）降解后留下的二次污染物含量较低。因此超声催化氧化法降解有机污染物是一种新型有效的处理方式。

BiFeO₃是一种具有多铁性的新型多功能材料。BiFeO₃纳米半导体材料具备稳定性好、无毒害、可重复利用的优点，作为有效解决水体污染的高效环保的声催化剂，具有很好的应用前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种BiFeO₃纳米材料，制备方法为以Bi(NO₃)₃·5H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O为原料，KOH溶液作为溶剂，采用水热合成法制备了BiFeO₃纳米材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种BiFeO3纳米材料，制备方法包括如下步骤：

1）将Bi(NO₃)₃·5H₂O和Fe(NO₃) ₃·9H₂O溶于KOH溶液，磁力搅拌30 min，超声30min，制得悬浮液；

2）将悬浮液倒入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，将反应釜放入鼓风干燥箱中高温反应；

3）将反应后的褐色物依次用蒸馏水、无水乙醇清洗，同时抽滤，干燥后得到目标产物。

优选地，上述的一种BiFeO₃纳米材料，步骤1）中，按摩尔比，Bi(NO₃)₃·5H₂O和Fe(NO₃) ₃·9H₂O=1:1。

优选地，上述的一种BiFeO₃纳米材料，步骤1）中，所述的KOH溶液的浓度为5-8mol/L。

优选地，上述的一种BiFeO₃纳米材料，步骤1）中，所述的KOH溶液的浓度为6mol/L。