一種砷鉬多酸晶體的制備方法及砷鉬多酸晶體的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶體的制備方法及晶體的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 有毒難降解有機污染物引起的環(huán)境問題已成為21世紀(jì)影響人類生存與健康的重 大問題。現(xiàn)有降解有機污染物的方法中，存在著催化劑對污染物的吸附而并非真正意義上 的催化降解，且催化反應(yīng)后難以用簡單的操作將催化劑從體系中徹底分離再利用，而是需 要加入其它試劑以協(xié)助催化反應(yīng)的發(fā)生。采用經(jīng)濟、高效、綠色的處理技術(shù)消除它們是當(dāng)前 環(huán)境界非常熱門的研宄課題之一，多酸化合物由于其優(yōu)異的氧化還原及光化學(xué)性質(zhì)，在環(huán) 境光化學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，多酸化合物在紫外光的作用下表現(xiàn)出類似半導(dǎo)體光催化 劑的特性，可以活化分子氧催化降解氯酚、氯代苯等有毒有機污染物，同時多酸是一類很 好的電子捕獲劑，可降低電子和空穴的復(fù)合幾率，非常大的提高光解有機污染物的效率。在 研宄中人們發(fā)現(xiàn)多酸光催化氧化法具有節(jié)能、高效、高選擇性、操作條件容易控制、氧化能 力強、能把污染物徹底降解而無二次污染等優(yōu)點。這些都為多酸作為光催化劑降解有機污 染物的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決現(xiàn)有催化劑對有機污染物的吸附難以分離，或需要加入其它助劑協(xié) 助才能催化反應(yīng)的問題，而提供一種砷鉬多酸晶體的制備方法及砷鉬多酸晶體的應(yīng)用。
[0004] 本發(fā)明一種砷鉬多酸晶體的制備方法是按以下步驟進行：
[0005] 將（NH4) 7M〇7024、C3H4N 2和NaAsO 4混合，得到混合物，將混合物加入到蒸餾水中，攪 拌30min，然后置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)密封，將密封的不銹鋼反應(yīng)釜置于溫度為130°C的烘箱 內(nèi)，加熱2天，室溫冷卻，得到黃色塊狀晶體，最后用蒸餾水洗滌并室溫干燥，得到砷鉬多酸 晶體；
[0006] 所述的（NH4) #〇7024與C 3H4N2的摩爾比為1:6 ;所述的（NH 4) #〇7024與NaAsO4的摩 爾比為1:2 ;所述的（NH4)7M〇7024的摩爾與蒸餾水的體積比為lmmol:12mL。
[0007] 本發(fā)明的砷鉬多酸晶體的應(yīng)用，砷鉬多酸晶體作為催化劑用于光催化降解有機污 染物。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明使用的C3H4N2在制備過程中起到了模板劑的作 用，得到高產(chǎn)率的砷鉬多酸晶體化合物，多酸晶體表現(xiàn)出良好的電化學(xué)及光催化性質(zhì)，因 此，可以應(yīng)用于傳感器和催化劑制備領(lǐng)域。
[0009] 2、本發(fā)明制備的砷鉬多酸晶體可做催化劑用于光催化降解有機污染物，晶體型的 催化劑對有機污染物沒有吸附并可以實現(xiàn)簡單的徹底分離，實現(xiàn)了在不添加助劑和對有機 污染物不吸附的情況下對污染物的高效降解。
[0010] 3、本發(fā)明制備的在催化劑不做研磨處理的前提先，對不同性質(zhì)和類型的有機污染 物都有較好的光催化降解作用。
[0011] 本發(fā)明用于一種砷鉬多酸晶體的制備方法及砷鉬多酸晶體的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012] 圖1為實施例制備的砷鉬多酸晶體的橢球圖結(jié)構(gòu)圖；
[0013] 圖2為實施例制備的砷鉬多酸晶體的夾心結(jié)構(gòu)圖；
[0014] 圖3為實施例制備的砷鉬多酸晶體表面As譜的XPS分析圖；
[0015] 圖4為實施例制備的砷鉬多酸晶體表面Mo譜的XPS分析圖；
[0016] 圖5為實施例制備的砷鉬多酸晶體的紅外光譜圖；
[0017] 圖6為實施例制備的砷鉬多酸晶體的熱重曲線圖；
[0018] 圖7為實施例制備的砷鉬多酸晶體在0. 2mol/L pH = 2. 0的Na2S04+H2S04緩沖溶 液中，含有ICV的循環(huán)伏安圖；1為含有1〇 3^的濃度為〇. 〇mm〇l/L的循環(huán)伏安圖；2為含有 ICV的濃度為〇. 3mmol/L的循環(huán)伏安圖；3為含有10，的濃度為0. 6mmol/L的循環(huán)伏安圖； 4為含有ICV的濃度為0. 9mmol/L的循環(huán)伏安圖；5為含有10 ^的濃度為1. 2mmol/L的循 環(huán)伏安圖；峰1-1'、峰11-11'歸屬為Mo原子（VI/V)的電子轉(zhuǎn)移過程；
[0019] 圖8為紫外光照射下亞甲基藍在本實施例制備的砷鉬多酸晶體催化下的吸收光 譜；1為反應(yīng)時間為Omin時的吸收光譜；2為反應(yīng)時間為20min時的吸收光譜；3為反應(yīng)時 間為40min時的吸收光譜；4為反應(yīng)時間為80min時的吸收光譜；5為反應(yīng)時間為lOOrnin時 的吸收光譜；6為反應(yīng)時間為120min時的吸收光譜；7為反應(yīng)時間為140min時的吸收光譜； 8為反應(yīng)時間為160min時的吸收光譜；9為反應(yīng)時間為180min時的吸收光譜；10為反應(yīng)時 間為200min時的吸收光譜；
[0020] 圖9為亞甲基藍溶液在紫外光照射下的分解率；a為未加入催化劑的亞甲基藍溶 液在紫外光照射下的分解率；b為加入實施例制備的砷鉬多酸晶體催化劑的亞甲基藍溶液 在紫外光照射下的分解率。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0021] 一：本實施方式的一種砷鉬多酸晶體的制備方法是按以下步驟進 行：
[0022] 將（NH4) 7M〇7024、C3H4N 2和NaAsO 4混合，得到混合物，將混合物加入到蒸餾水中，攪 拌30min，然后置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)密封，將密封的不銹鋼反應(yīng)釜置于溫度為130°C的烘箱 內(nèi)，加熱2天，室溫冷卻，得到黃色塊狀晶體，最后用蒸餾水洗滌并室溫干燥，得到砷鉬多酸 晶體；
[0023] 所述的（NH4) #〇7024與C 3H4N2的摩爾比為1:6 ;所述的（NH 4) #〇7024與NaAsO 4的摩 爾比為1:2 ;所述的（NH4)7M〇7024的摩爾與蒸餾水的體積比為lmmol:12mL。
[0024] 本實施方式的有益效果是：1、本實施方式使用的C3H4N 2在制備過程中起到了模板 劑的作用，得到高產(chǎn)率的砷鉬多酸晶體化合物，多酸晶體表現(xiàn)出良好的電化學(xué)及光催化性 質(zhì)，因此，可以應(yīng)用于傳感器和催化劑制備領(lǐng)域。
[0025]2、本實施方式制備的砷鉬多酸晶體可做催化劑用于光催化降解有機污染物，晶體 型的催化劑對有機污染物沒有吸附并可以實現(xiàn)簡單的徹底分離，實現(xiàn)了在不添加助劑和對 有機污染物不吸附的情況下對污染物的高效降解。
[0026] 3、本實施方式制備的在催化劑不做研磨處理的前提先，對不同性質(zhì)和類型的有機 污染物都有較好的光催化降解作用。。
【具體實施方式】 [0027] 二：本實施方式的砷鉬多酸晶體的應(yīng)用，砷鉬多酸晶體作為催化劑 用于光催化降解有機污染物。
[0028] 本實施方式的有益效果是：1、本實施方式使用的C3H4N 2在制備過程中起到了模板 劑的作用，得到高產(chǎn)率的砷鉬多酸晶體化合物，多酸晶體表現(xiàn)出良好的電化學(xué)及光催化性 質(zhì)，因此，可以應(yīng)用于傳感器和催化劑制備領(lǐng)域。
[0029] 2、本實施方式制備的砷鉬多酸晶體可做催化劑用于光催化降解有機污染物，晶體 型的催化劑對有機污染物沒有吸附并可以實現(xiàn)簡單的徹底分離，實現(xiàn)了在不添加助劑和對 有機污染物不吸附的情況下對污染物的高效降解。
[0030] 3、本實施方式制備的在催化劑不做研磨處理的前提先，對不同性質(zhì)和類型的有機 污染物都有較好的光催化降解作用。。
【具體實施方式】 [0031] 三：本實施方式與二的不同點在于：所述的有機污染 物為亞甲基藍、甲基橙或氯苯。其它與二相同。
[0032] 采用以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果：
[0033] 實施例：
[0034] 本實施例所述的一種砷鉬多酸晶體的制備方法是按以下步驟進行：
[0035] 將 〇? 3mmol (NH4) 7M〇7024、1. 8mmol C3H4N2^P 0. 6mmol NaAs04混合，得到混合物，將混 合物加入到12mL蒸餾水中，攪拌30min，然后置于20mL不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)密封，將密封的不銹 鋼反應(yīng)釜置于溫度為130°C的烘箱內(nèi)，加熱2天，室溫冷卻，得到黃色塊狀晶體，最后用蒸餾 水洗滌并室溫干燥，得到砷鉬多酸晶體；
[0036] 經(jīng)計算，本實施制備的砷鉬多酸晶體的產(chǎn)率為86% (以鉬計）。
[0037] 采用美國Perkin-Elmer Analyzer 2400CHN元素分析儀進行砷鉬多酸晶體的C、H 和N的元素分析；采用英國TJA公司POEMS型ICP等離子色譜分析儀（Leeman inductively coupled plasma (ICP) spectrometer)進行砷鉬多酸晶體的金屬元素分析。經(jīng)元素分析和 ICP測試結(jié)果表明，該化合物的分子式為H21AsMo 8037，各元素含量的理論值（％ ) :H，1. 476 ; 0, 41. 270 ;Mo, 53. 507 ;As，5. 223,實驗值（％ ) :H，1. 489 ;0,41. 370 ;Mo, 53. 548 ;As，5. 220。
[0038] 本實施例選取大小為0. 28mmX0. 25mmX0. 24mm的砷鉬多酸晶體在德國Bruker公 司AXSSMARTC⑶II面探X射線衍射儀上收集數(shù)據(jù)。晶體結(jié)構(gòu)使用SHELXL-97軟件包程 序，采用直接法解析，采用理論加氫的方法得到氫原子的位置，并用最小二乘法F 2精修。改 化合物的晶體學(xué)參數(shù)列于下表。
[0039] 表1 :砷鉬多酸晶的晶體學(xué)參數(shù)
[0040]
【主權(quán)項】
1. 一種砷鉬多酸晶體的制備方法，其特征在于一種砷鉬多酸晶體的制備方法是按以下 步驟進行： 將（NH4) 7M〇7024、C3H4N 2和NaAsO 4混合，得到混合物，將混合物加入到蒸餾水中，攪拌 30min，然后置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)密封，將密封的不銹鋼反應(yīng)釜置于溫度為130°C的烘箱內(nèi)， 加熱2天，室溫冷卻，得到黃色塊狀晶體，最后用蒸餾水洗滌并室溫干燥，得到砷鉬多酸晶 體； 所述的（NH4)7Mo7O2A C3H4N2的摩爾比為1:6 ;所述的（NH4)7Mo7O24與NaAsO 4的摩爾比 為1:2 ;所述的（NH4)7Mo7O24的摩爾與蒸餾水的體積比為lmmol :12mL。
2. 砷鉬多酸晶體的應(yīng)用，其特征在于砷鉬多酸晶體作為催化劑用于光催化降解有機污 染物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的砷鉬多酸晶體的應(yīng)用，其特征在于所述的有機污染物為亞甲 基藍、甲基橙或氯苯。
【專利摘要】一種砷鉬多酸晶體的制備方法及砷鉬多酸晶體的應(yīng)用，本發(fā)明涉及晶體的制備方法及晶體的應(yīng)用。制備方法：將(NH4)7Mo7O24、C3H4N2和NaAsO4混合，得到混合物，將混合物加入到蒸餾水中攪拌，然后置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)密封，將密封的不銹鋼反應(yīng)釜置于烘箱內(nèi)加熱，室溫冷卻，得到黃色塊狀晶體，最后用蒸餾水洗滌并室溫干燥，得到砷鉬多酸晶體。應(yīng)用：砷鉬多酸晶體作為催化劑用于光催化降解有機污染物。本發(fā)明主要用于砷鉬多酸晶體的制備方法及砷鉬多酸晶體的應(yīng)用。
【IPC分類】B01J23-28, C02F1-32, C01G39-00, A62D3-176
【公開號】CN104591284
【申請?zhí)枴緾N201510046735
【發(fā)明人】趙志鳳, 張俊才, 付長璟, 高微
【申請人】黑龍江科技大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月29日