[发明专利]具备多相吸附催化功能的纸基铁酸铋复合材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种具备多相吸附催化功能的纸基铁酸铋复合材料的制备方法。所述方法按如下步骤进行：1、采用水热法或溶胶‑凝胶法制备铁酸铋（BiFeO3）纳米颗粒；2、制备植物纤维悬浮液；3、采用水热法或溶胶‑凝胶法制备铁酸铋（BiFeO3）纸基复合材料。本发明以植物纤维的交织层作为载体，将纳米铁酸铋颗粒在其上均匀分散和负载，可避免铁酸铋纳米颗粒的团聚，从而保证吸附和催化活性，所使用的植物纤维属于多孔材料，具有超强的吸附性能，强吸附必然会产生良好的催化降解效果；本发明利用该催化剂的强吸附和催化性能，实现对有机污染物的高效降解和矿化。

主权项

一种具备多相吸附催化功能的纸基铁酸铋复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法按如下步骤进行：（1）、采用水热法或溶胶‑凝胶法制备铁酸铋（BiFeO3）纳米颗粒：A、采用水热法制备铁酸铋（BiFeO3）纳米颗粒：铁酸铋（BiFeO3）纳米颗粒的制备：量取30‑50 mL蒸馏水置于容器中，加入10‑15 mL质量分数68%的硝酸溶液进行稀释，称取0.005‑0.006 mol硝酸铋和0.005‑0.006 mol硝酸铁，倒入稀释后的硝酸溶液中，搅拌溶解得到混合液，称取33‑40 g氢氧化钾，加水溶解，转移到50 mL容量瓶中定容，再将配置好氢氧化钾的溶液加入到上述混合液中，不断搅拌使溶液中生成褐色的沉淀，将溶液用锥形漏斗过滤，得到褐色沉淀，并用蒸馏水洗涤5‑8次，将沉淀加入到40‑45 mL氢氧化钾溶液中搅拌均匀，得到的悬浮液倒入50 mL的不锈钢反应釜中，并置于马弗炉中在200 ℃反应10‑12 小时，等其自然冷却至室温取出，将得到的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤4‑6次后，放入70‑80 ℃的烘箱中干燥4‑6 小时，即可得到铁酸铋（BiFeO3）纳米颗粒成品；B、采用溶胶‑凝胶法制备铁酸铋（BiFeO3）纳米颗粒：将0.005‑0.006 mol的硝酸铁和0.005‑0.006 mol的硝酸铋溶解在20‑30 mL的乙二醇甲醚中，然后加入20‑25 μL 0.1 mol/L的硝酸溶液，再加入0.008‑0.01 mol的柠檬酸和10‑15 mL 的乙二醇，所形成的混合物在60‑70℃下搅拌1‑2小时以形成溶胶，将所得溶胶在100‑120℃下加热5‑6 小时以形成褐色凝胶，将其放置在电炉上在100‑120℃下加热30‑40 分钟，然后在马弗炉中于500‑600℃下煅烧2‑3 小时，冷却到室温后，将所得的铁酸铋（BiFeO3）产品研磨备用；（2）、制备植物纤维悬浮液：称取300‑400 g针叶木浆板，用8‑10 L水浸泡30‑40 分钟，撕碎成3 cm×3 cm的小浆片，往槽式打浆机浆槽中加入10‑12 L水，开启打浆机，缓慢加入上述小浆片进行打浆，在打浆度达到40‑60 oSR时停止打浆，取出浆料挤干水分，置于密封袋中平衡水分，最后测量纸浆水分；（3）、采用水热法或溶胶‑凝胶法制备铁酸铋（BiFeO3）纸基复合材料：取2‑6 g绝干浆的纸浆加入到去离子水中，搅拌处理后得到其分散液，然后向该分散液中加入0‑6 g的铁酸铋，搅拌得到分散良好的分散液，将得到的分散液采用快速凯塞成型法进行抄片，干燥得到铁酸铋纸基复合材料。