[发明专利]一种纤维基钒酸铋复合光催化材料的制备方法

说明书

本发明涉及光催化功能材料制备技术领域，具体涉及一种纤维基钒酸铋复合光催化材料的制备方法，具体步骤如下：步骤(1)将洗后纯棉织物浸渍于硅烷偶联剂KH‑560溶液中处理，得到硅烷偶联剂处理棉织物；步骤(2)将硅烷偶联剂处理的棉织物加入到硝酸银溶液中处理，得到银改性棉织物；(3)将银改性棉织物加入硝酸铋溶液中处理，得到纤维基钒酸铋复合光催化材料。本发明利用纳米银表面等离子体共振和导电作用，增强催化剂对可见光的吸收，同时促进光生电子和空穴的分离，进而有利于提高钒酸铋的光催化效率；本发明的载体经过硅烷偶联剂处理，隔离钒酸铋与棉织物，减少光催化对棉织物强度的影响，且有利于钒酸铋的生长和提高结合牢度。

技术领域

本发明涉及光催化功能材料制备技术领域，具体涉及一种纤维基钒酸铋复合光催化材料的制备方法。

背景技术

随着经济和科技的发展，人民的生活水平逐渐提高，但是随之而来的环境污染问题和能源危机问题亟待解决。环境工作者一直以来把开发化学污染清除技术为目标，要求高效率、低能耗和适用范围广等特点，因此光催化技术备受青睐。钒酸铋作为新型光催化材料，禁带宽度窄、可见光响应范围广、无毒且成本低，但是钒酸铋粉末存在比表面积小、吸附能力差、易沉淀、不易重复利用等缺点。为了解决上述问题，可以制备纤维基钒酸铋光催化材料。

现有专利CN106881111A虽然公开了一种氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用，通过氧化亚铜和银对钒酸铋进行改性，降解率达到90％，但是钒酸铋粉末不利于重复利用。再如专利CN108532290A虽然公开了一种光催化功能织物及其制备方法，虽然对活性黑KN-B的光催化降解率达85％以上，但是完全降解时间需要3小时，不具有高降解率和高效率性。

棉织物比表面积大、柔韧性好、易于加工成型，因此可以用棉织物作为光催化材料的载体。此外，为了加强棉织物与光催化剂颗粒之间的相互作用，可以对棉织物表面进行改性以增加活性基团。银纳米粒子的局域表面等离子体共振现象可增强催化剂对可见光的吸收，且纳米银能够促进光生电子和空穴的分离，进而有利于提高钒酸铋的光催化效率。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种纤维基钒酸铋复合光催化材料的制备方法，具有可回收性，并且具有较高的光催化效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纤维基钒酸铋复合光催化材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤(1)将洗后纯棉织物浸渍于硅烷偶联剂KH-560溶液中，在70℃的条件下保温20～60min，80℃预烘3min，160℃焙烘3min，得到硅烷偶联剂处理棉织物；

步骤(2)将硅烷偶联剂处理的棉织物加入到硝酸银溶液中，加热至沸腾后滴加柠檬酸钠溶液，沸腾条件下反应20～60min后取出织物烘干，得到银改性棉织物；

步骤(3)再将银改性棉织物加入到pH值为7的硝酸铋溶液中静置30min，在搅拌状态下滴加偏钒酸钠溶液，调节pH为5～7后放入微型反应釜中，在160℃的条件下保温1～8h，去离子水冲洗，烘干，得到纤维基钒酸铋复合光催化材料。

优选地，所述步骤(1)中，将棉织物先用丙酮浸渍超声15min，然后用无水乙醇浸渍超声15min，最后用去离子水超声清洗15min，从而得到洗后纯棉织物。

优选地，所述步骤(1)中，硅烷偶联剂KH-560溶液的浓度为1～10g/L。

优选地，所述步骤(1)中，洗后纯棉织物与硅烷偶联剂KH-560溶液的浴比为40：1。

优选地，所述步骤(2)中，硝酸银的摩尔用量为0.06～0.12mol/L。

优选地，所述步骤(2)中，柠檬酸钠的摩尔用量为0.06～0.12mol/L。