专利摘要

本发明公开了一种泡沫板状纳米α‑Bi2Mo3O12光催化剂的制备方法及其应用，该制备方法包括如下步骤：室温下将五水硝酸铋和乙二胺四乙酸以1∶1的摩尔比溶解到90℃热水中，搅拌形成无色澄清溶液A；向所得的澄清溶液A中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，柠檬酸的摩尔量为硝酸铋和钼酸钠摩尔量之和，得无色澄清溶液B；将所得的澄清溶液B置于烘箱中，150～200℃下反应8小时，得棕色泡沫中间体；将所得泡沫中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。本发明的催化剂制备步骤简单，未进入任何杂质离子，无需进行提纯处理即可得到纯度高、比表面积大。

权利要求

1.一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、室温下将五水硝酸铋和乙二胺四乙酸以1∶1的摩尔比溶解到90℃热水中，搅拌形成无色澄清溶液A；

S2、向所得的澄清溶液A中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，柠檬酸的摩尔量为硝酸铋和钼酸钠摩尔量之和，得无色澄清溶液B；

S3、将所得的澄清溶液B置于烘箱中，150～200℃下反应8小时，得棕色泡沫中间体；

S4、将所得泡沫中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

2.如权利要求1所述的一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法，其特征在于，所述五水硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均为0.1～2.0mol/L。

3.如权利要求1所述的一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法，其特征在于，所述室温指10-30℃。

4.权利要求1所得的一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的应用，其特征在于，可在光辐射下，用于蓝藻的治理。

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

蓝藻水华的频繁爆发给我们赖以生存的自然环境带来了严重危害，影响了自然景观，污染我们的饮用淡水，造成鱼类的死亡。有些种类(如微囊藻)还会产生毒素(微囊藻毒素)，藻毒素除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。

目前，治理蓝藻水华污染的主要方法包括：(a)减少影响物质的排放，降低水体富营养化程度；(b)改变某些适宜藻类生存的水体环；(c)加入絮凝剂进行物理沉降；(d)利用生物或化学杀藻剂等。物理处理蓝藻的方法可以在一定程度上起作用，但是该方法耗时长，价格比较贵，实际应用受限制。化学方法在杀藻方面也可以取得不错的效果，但是该方法没有选择性，会给水体带来一些有毒物质，这些物质会在自然环境中持久存在，因此也限制了该方法的广泛应用。因此，寻求简捷高效、绿色环保的蓝藻治理新方法是当今环保工作者的一大研究重点，也是一项挑战。

在众多环境污染治理方法中，光催化氧化技术由于其快速、高效、不会给水体带来二次污染等优点引起越来越多科研工作者的关注。其中，高效纳米光催化剂的探索制备成为光催化领域的研究热点。陆长梅等(纳米级TiO₂抑制微囊藻生长的实验研究，2002，15，13)利用纳米二氧化钛抑制微囊藻的生长时发现藻细胞伤害明显，光催化纳米二氧化钛产生的·OH使微囊藻生命力下降，但进一步研究未见报道。尹海川等(纳米二氧化钛复合半导体光催化抑制蓝藻生长，2005，30，52)通过在光辐射下，加入WO₃，ZnO，Fe₂O₃掺杂的纳米二氧化钛复合半导体粉末对蓝藻进行了处理，有一定的效果，但是光催化反应的时间较长，要达到15天。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法及应用，该催化剂制备步骤简单，未进入任何杂质离子，无需进行提纯处理即可得到纯度高、比表面积大。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、室温下将五水硝酸铋和乙二胺四乙酸以1∶1的摩尔比溶解到90℃热水中，搅拌形成无色澄清溶液A；

S2、向所得的澄清溶液A中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，柠檬酸的摩尔量为硝酸铋和钼酸钠摩尔量之和，得无色澄清溶液B；

S3、将所得的澄清溶液B置于烘箱中，150～200℃下反应8小时，得棕色泡沫中间体；

S4、将所得泡沫中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

其中，所述五水硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均为0.1～2.0mol/L。

其中，所述室温指10-30℃。

上述所得的泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂可在光辐射下，用于蓝藻的治理。

本发明具有以下有益效果：

1)使用原料品种少，成本低，合成方法简单易行，且未引入任何杂质离子，无需进行任何提纯处理；

2)使用本发明的方法得到的泡沫板状纳米钼酸铋催化剂孔径分布均匀，比表面积大(172m²/g)，产品纯度高；

3)使用本发明的方法得到的泡沫板状纳米钼酸铋催化剂催化活性高，在可见光辐照下，3小时可使蓝藻叶绿素a的含量降低85％，同时测得蓝藻细胞内谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量显著下降，说明本方面的方法对抑制蓝藻的生长有显著效果。

4)本发明的方法简单易行，原材料价廉易得，设备与工艺简单，产品产率高，易于实现大规模工业化生产。且该催化剂由于其高效的光催化活性，有望实现在自然界太阳光下对水华蓝藻的高效去除。

附图说明

图1是本发明实施例1中所得的α-Bi₂Mo₃O₁₂的XRD衍射图谱；

图2是本发明实施例1中所得泡沫状α-Bi₂Mo₃O₁₂的扫描电镜图谱；

图3是本发明实施例1中所得的α-Bi₂Mo₃O₁₂催化剂光辐射条件下，蓝藻细胞叶绿素a含量随反应时间的变化图(乙醇提取叶绿素，分光光度法测定)；

图4是本发明实施例1中所得的α-Bi₂Mo₃O₁₂催化剂光辐射条件下，蓝藻细胞内谷胱甘肽GSH和丙二醛MDA含量随反应时间的变化图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种泡沫板状纳米α-Bi₂Mo₃O₁₂光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、室温下将五水硝酸铋和乙二胺四乙酸以1∶1的摩尔比溶解到90℃热水中，搅拌形成无色澄清溶液A；所述五水硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均为0.1～2.0mol/L；

S2、向所得的澄清溶液A中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，柠檬酸的摩尔量为硝酸铋和钼酸钠摩尔量之和，得无色澄清溶液B；

S3、将所得的澄清溶液B置于烘箱中，150～200℃下反应8小时，得棕色泡沫中间体；

S4、将所得泡沫中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得浅黄色纯相的钼酸铋纳米材料，产物经X射线衍射分析，结果显示所得样品为α-Bi₂Mo₃O₁₂，(JCPDS file NO.21-103)结晶良好；产物经扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征显示所得样品为尺寸均一的纳米颗粒组成的泡沫板状结构。

实施例1

在100mL烧杯中，称取等摩尔量的五水硝酸铋和乙二胺四乙酸，硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均匀0.1mol/L，90℃热水中溶解，向其中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，得到无色澄清溶液。将所得澄清溶液置于烘箱中150℃下反应8小时，得到棕色泡沫中间体；将此中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

实施例2

在100mL烧杯中，称取等摩尔量的五水硝酸铋和乙二胺四乙酸，硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均匀0.5mol/L，90℃热水中溶解，向其中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，得到无色澄清溶液。将所得澄清溶液置于烘箱中150℃下反应8小时，得到棕色泡沫中间体；将此中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

实施例3

在100mL烧杯中，称取等摩尔量的五水硝酸铋和乙二胺四乙酸，硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均匀1.0mol/L，90℃热水中溶解，向其中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，得到无色澄清溶液。将所得澄清溶液置于烘箱中180℃下反应8小时，得到棕色泡沫中间体；将此中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

实施例4

在100mL烧杯中，称取等摩尔量的五水硝酸铋和乙二胺四乙酸，硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均匀1.5mol/L，90℃热水中溶解，向其中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，得到无色澄清溶液。将所得澄清溶液置于烘箱中200℃下反应8小时，得到棕色泡沫中间体；将此中间体在700℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

实施例5

在100mL烧杯中，称取等摩尔量的五水硝酸铋和乙二胺四乙酸，硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均匀2.0mol/L，90℃热水中溶解，向其中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，得到无色澄清溶液。将所得澄清溶液置于烘箱中200℃下反应8小时，得到棕色泡沫中间体；将此中间体在650℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

实施例6

在100mL烧杯中，称取等摩尔量的五水硝酸铋和乙二胺四乙酸，硝酸铋和乙二胺四乙酸的浓度均匀2.0mol/L，90℃热水中溶解，向其中加入柠檬酸及与硝酸铋等摩尔量的钼酸铵，得到无色澄清溶液。将所得澄清溶液置于烘箱中200℃下反应8小时，得到棕色泡沫中间体；将此中间体在600℃的温度下煅烧4小时，即得纯相的钼酸铋纳米材料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

一种泡沫板状纳米α-Bi2Mo3O12光催化剂的制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。