[发明专利]一种静电纺丝制备BiTaO4纳米纤维光催化剂的方法

摘要

本发明涉及一种静电纺丝制备BiTaO₄纳米纤维光催化剂的方法，本发明先分别以简单的Ta₂O₅和Bi(NO₃)₃作为钽源和铋源，然后以柠檬酸、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为络合剂得到纺丝液，最后进行高压静电纺丝得到初始PVP-BiTaO₄纤维，再在900℃的马弗炉中煅烧得到最终的BiTaO₄纳米纤维。本发明的优点是：1.本发明的催化剂是首次采用难溶的Ta₂O₅为钽源成功制备出了纤维状的BiTaO₄光催化剂；2.本发明的催化剂具有较好的光催化降解有机污染物效果，在模拟太阳光下，纳米纤维的BiTaO₄对亚甲基蓝的降解比普通的BiTaO₄具有更高的催化降解效果；3.本发明提供的制备方法简单易行、生产成本低廉、纯度高，制备的BiTaO₄纳米纤维比表面积高、热稳定性好、光学性能优良的催化剂。

主权项

一种静电纺丝制备BiTaO₄纳米纤维光催化剂的方法，其特征在于方法步骤如下：（1）Ta(OH)₅前驱体的制备：先称取1.101毫摩尔Ta₂O₅溶于10毫升HF中，在水浴锅中水浴10小时；然后向上述溶液中逐滴加入浓氨水至过量，产生的白色沉淀陈化2~3次；抽滤得到Ta(OH)₅前驱体；（2）纺丝液的制备：先称取8.812毫摩尔柠檬酸溶于13毫升的去离子水中，然后向其中加入步骤（1）中所得的Ta(OH)₅前驱体，再缓慢滴加2毫升30%过氧化氢，在水浴锅中充分搅拌直至溶液变澄清；然后再称取2.203毫摩尔Bi(NO₃)₃溶于3毫升乙二醇中，并加入到上述澄清液中，然后将温度降至常温充分搅拌1小时；最后缓慢加入5~10克聚乙烯吡咯烷酮（PVP）调节溶液黏度至2000~4000mPa·S，充分搅拌静置得到纺丝液；（3）初始PVP‑BiTaO₄纤维的制备：将步骤（2）中的纺丝液灌入10毫升注射器中，将注射器倒置固定，静置10小时以排除气泡；然后安装静电纺丝装置，采用内径为0.5毫米的不锈钢针头，静电纺丝得到初始的PVP‑BiTaO₄纤维；（4）BiTaO₄纳米纤维的制备：将步骤（3）中的初始PVP‑BiTaO₄纤维先在350℃的马弗炉中预煅烧5小时，再在900℃马弗炉中煅烧10小时，得到BiTaO₄纳米纤维。