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一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2018-02-14
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2018-10-26
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-10-30
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2038-02-14
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201810152123.5 申请日 2018-02-14
公开/公告号 CN108587156B 公开/公告日 2020-10-30
授权日 2020-10-30 预估到期日 2038-02-14
申请年 2018年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 C08L79/02C08K7/00C08K3/24B09C1/08 主分类号 C08L79/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 2 从权数量 0
权利要求数量 2 非专利引证数量 1
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证 1、CN 105140551 A,2015.12.09Meng Shang等“.Efficient VisibleLight-Induced Photocatalytic Degradationof Contaminant by Spindle-like”《.J. Phys. Chem. C》.2009,;
引用专利 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 扬州工业职业技术学院 当前专利权人 扬州工业职业技术学院
发明人 周慧、杜彬、钱琛、陈棉张 第一发明人 周慧
地址 江苏省扬州市华扬西路199号 邮编 225127
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省扬州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
北京中济纬天专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
于跃
摘要
本发明涉及一种番荔枝状钒酸铋‑聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用,其中番荔枝状钒酸铋的制备包括如下步骤:向铋盐中加入浓硝酸、蒸馏水,室温搅拌至澄清透明溶液后,加入聚乙二醇继续搅拌15‑20min后,加入NH4VO3溶液,搅拌10‑15min得黄色澄清溶液,调pH至5.0‑5.5,继续搅拌得到黄色悬浊液后,升温至120‑130℃,保温5‑6h自然冷却至室温,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50‑60℃条件下真空干燥10‑12h即得所述番荔枝状钒酸铋。
  • 摘要附图
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
  • 说明书附图:图1
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
  • 说明书附图:图2
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
  • 说明书附图:图3
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
  • 说明书附图:图4
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
  • 说明书附图:图5
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
  • 说明书附图:图6
    一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-10-30 授权
2 2018-10-26 实质审查的生效 IPC(主分类): C08L 79/02 专利申请号: 201810152123.5 申请日: 2018.02.14
3 2018-09-28 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料在去除重金属中的应用,所述重金属选自铬和铅;所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备方法包括如下步骤:
(1)番荔枝状钒酸铋的制备
向铋盐中加入浓硝酸、蒸馏水,室温搅拌至澄清透明溶液后,加入聚乙二醇继续搅拌
15-20min后,加入NH4VO3溶液,搅拌10-15min得黄色澄清溶液,调pH至5.0-5.5,继续搅拌得到黄色悬浊液后,升温至120-130℃,保温5-6h自然冷却至室温,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50-60℃条件下真空干燥10-12h即得所述番荔枝状钒酸铋;
(2)聚苯胺的制备
将苯胺加入酸液中,冰浴下,滴加过硫酸铵溶液,继续在冰浴下反应6-10h,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50-60℃条件下真空干燥18-24h即得所述聚苯胺;
(3)番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备:
取步骤(1)制备的番荔枝状钒酸铋和步骤(2)制备的聚苯胺,加入适量无水乙醇,超声
30min后,搅拌过夜,过滤,沉淀依次用乙醇、水洗涤,于80℃条件下真空干燥24h即得所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料;
步骤(1)铋盐选自硝酸铋或其水合物,聚乙二醇选自PEG2000或PEG4000,每毫摩尔铋盐使用10mL浓硝酸、10mL蒸馏水、300-400mg聚乙二醇,铋盐与NH4VO3的摩尔比为1:1;
步骤(2)所述酸液选自稀盐酸或稀硫酸,其摩尔浓度为1-2mol/L,每毫升苯胺使用1.5-
2.5g过硫酸铵,使用20-25mL酸液;
步骤(3)中番荔枝状钒酸铋与聚苯胺的质量比为100:3-5,无水乙醇的用量为每克番荔枝状钒酸铋使用80-100mL无水乙醇。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于材料领域,具体涉及一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料及其在环境修复中的应用。

背景技术

[0002] 水体以及土壤中的重金属具有不可降解性和蓄积性等特点不仅对环境、农产品质量造成重要影响,而且严重威胁着人们的身体健康。因此,急需开发一种能有效去除水体以及土壤中的重金属的新型材料。本发明公开一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料,其能有效地去除水体及土壤中的重金属(铅和铬)。

发明内容

[0003] 本发明提供一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料,其特征在于所述复合材料的制备方法包括如下步骤:
[0004] (1)番荔枝状钒酸铋的制备
[0005] 向铋盐中加入浓硝酸、蒸馏水,室温搅拌至澄清透明溶液后,加入聚乙二醇继续搅拌15-20min后,加入NH4VO3溶液,搅拌10-15min得黄色澄清溶液,调pH至5.0-5.5,继续搅拌得到黄色悬浊液后,升温至120-130℃,保温5-6h自然冷却至室温,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50-60℃条件下真空干燥10-12h即得所述番荔枝状钒酸铋;
[0006] (2)聚苯胺的制备
[0007] 将苯胺加入酸液中,冰浴下,滴加过硫酸铵溶液,继续在冰浴下反应6-10h,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50-60℃条件下真空干燥18-24h即得所述聚苯胺;
[0008] (3)番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备:
[0009] 取步骤(1)制备的番荔枝状钒酸铋和步骤(2)制备的聚苯胺,加入适量无水乙醇,超声30min后,搅拌过夜,过滤,沉淀依次用乙醇、水洗涤,于80℃条件下真空干燥24h即得所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料。
[0010] 步骤(1)铋盐选自硝酸铋或其水合物,聚乙二醇选自PEG2000或PEG4000,每毫摩尔铋盐使用10mL浓硝酸、10mL蒸馏水、300-400mg聚乙二醇,铋盐与NH4VO3的摩尔比为1:1;
[0011] 步骤(2)所述酸液优选稀盐酸或稀硫酸,其摩尔浓度为1-2mol/L,每毫升苯胺使用1.5-2.5g过硫酸铵,使用20-25mL酸液;
[0012] 步骤(3)中番荔枝状钒酸铋与聚苯胺的质量比为100:3-5,无水乙醇的用量为每克番荔枝状钒酸铋使用80-100mL无水乙醇。
[0013] 本发明提供一种番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
[0014] (1)番荔枝状钒酸铋的制备
[0015] 向铋盐中加入浓硝酸、蒸馏水,室温搅拌至澄清透明溶液后,加入聚乙二醇继续搅拌15-20min后,加入NH4VO3溶液,搅拌10-15min得黄色澄清溶液,调pH至5.0-5.5,继续搅拌得到黄色悬浊液后,升温至120-130℃,保温5-6h自然冷却至室温,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50-60℃条件下真空干燥10-12h即得所述番荔枝状钒酸铋;
[0016] (2)聚苯胺的制备
[0017] 将苯胺加入酸液中,冰浴下,滴加过硫酸铵溶液,继续在冰浴下反应6-10h,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50-60℃条件下真空干燥18-24h即得所述聚苯胺;
[0018] (3)番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备:
[0019] 取步骤(1)制备的番荔枝状钒酸铋和步骤(2)制备的聚苯胺,加入适量无水乙醇,超声30min后,搅拌过夜,过滤,沉淀依次用乙醇、水洗涤,于80℃条件下真空干燥24h即得所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料。
[0020] 步骤(1)铋盐选自硝酸铋或其水合物,聚乙二醇选自PEG2000或PEG4000,每毫摩尔铋盐使用10mL浓硝酸、10mL蒸馏水、300-400mg聚乙二醇,铋盐与NH4VO3的摩尔比为1:1;
[0021] 步骤(2)所述酸液优选稀盐酸或稀硫酸,其摩尔浓度为1-2mol/L,每毫升苯胺使用1.5-2.5g过硫酸铵,使用20-25mL酸液;
[0022] 步骤(3)中番荔枝状钒酸铋与聚苯胺的质量比为100:3-5,无水乙醇的用量为每克番荔枝状钒酸铋使用80-100mL无水乙醇。
[0023] 本发明的另一实施方案提供上述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料在去除重金属中的应用。所述重金属优选铬和铅。
[0024] 本发明的另一实施方案提供上述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料在环境修复中的应用。
[0025] 与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明首次制备得到番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料,且该复合材料对重金属具有良好的清除效果。

实施方案

[0032] 为了便于对本发明的进一步理解,下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则,本发明的实施方式不限于以下内容。
[0033] 实施例1
[0034] (1)番荔枝状钒酸铋的制备
[0035] 向0.4851g Bi(NO3)3·5H2O(1mmol)中,分别加入10mL浓HNO3和10mL蒸馏水,室温搅拌至澄清透明溶液后,加入聚乙二醇4000(300mg)继续搅拌15-20min后,加入10mL NH4VO3溶液(0.1mol/L),搅拌10-15min得黄色澄清溶液,调pH至5.0-5.5,继续搅拌得到黄色悬浊液后,升温至130℃,保温5h自然冷却至室温,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50℃条件下真空干燥12h即得所述番荔枝状钒酸铋(以下简称产品D);
[0036] (2)聚苯胺的制备
[0037] 将苯胺(2mL)加入2mol/L稀盐酸(50mL)中,冰浴下,滴加25mL过硫酸铵溶液(含过硫酸铵3.0g),继续在冰浴下反应6h,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于50℃条件下真空干燥24h即得所述聚苯胺(以下简称产品E);
[0038] (3)番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备:
[0039] 取步骤(1)制备的番荔枝状钒酸铋(0.5g)和步骤(2)制备的聚苯胺(15mg),加入无水乙醇(40mL),超声30min后,搅拌过夜,过滤,沉淀依次用乙醇、水洗涤,于80℃条件下真空干燥24h即得所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料(以下简称产品A)。
[0040] 实施例2
[0041] (1)番荔枝状钒酸铋的制备
[0042] 向Bi(NO3)3(1mmol)中,分别加入10mL浓HNO3和10mL蒸馏水,室温搅拌至澄清透明溶液后,加入聚乙二醇2000(400mg)继续搅拌15-20min后,加入10mL NH4VO3溶液(0.1mol/L),搅拌10-15min得黄色澄清溶液,调pH至5.0-5.5,继续搅拌得到黄色悬浊液后,升温至120℃,保温6h自然冷却至室温,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于60℃条件下真空干燥10h即得所述番荔枝状钒酸铋;
[0043] (2)聚苯胺的制备
[0044] 将苯胺(1mL)加入2mol/L稀硫酸(20mL)中,冰浴下,滴加20mL过硫酸铵溶液(含过硫酸铵2.5g),继续在冰浴下反应10h,过滤、沉淀依次用水、无水乙醇洗涤,于60℃条件下真空干燥18h即得所述聚苯胺;
[0045] (3)番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料的制备:
[0046] 取步骤(1)制备的番荔枝状钒酸铋(0.5g)和步骤(2)制备的聚苯胺(25mg),加入无水乙醇(50mL),超声30min后,搅拌过夜,过滤,沉淀依次用乙醇、水洗涤,于80℃条件下真空干燥24h即得所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料(以下简称产品B)。
[0047] 实施例3
[0048] 取实施例1步骤(1)制备的番荔枝状钒酸铋(0.5g)和步骤(2)制备的聚苯胺(100mg),加入无水乙醇(50mL),超声30min后,搅拌过夜,过滤,沉淀依次用乙醇、水洗涤,于80℃条件下真空干燥24h即得所述番荔枝状钒酸铋-聚苯胺复合材料(以下简称产品C)。
[0049] 实施例4重金属降解实验
[0050] (1)水中铬清除实验
[0051] 各取100mL六价铬标准溶液(25mg/L),分别加入10mg产品A、B、C、D、E,以500W氙灯和420nm滤光片为可见光光源,搅拌反应120min;实验结果表明本发明产品A、B对六价铬吸附清除效果远优于产品C-E(图6)。
[0052] (2)土壤中铅清除实验
[0053] 各取100g含铅的土壤样本(每克土壤含铅2mg),分别加入5mg产品A、D、E,加水混匀使之成泥浆状,吸附5小时后,再分别补加5mg相应的产品A、D、E,混匀,继续吸附5小时后检测,结果表明产品A对土壤样本中铅的清除率达86.9%,产品D、E对土壤样本中铅的清除率不足15%。

附图说明

[0026] 图1为番荔枝状BiVO4产品D的FE-SEM(a、b)和TEM(c、d、e)图;
[0027] 图2为产品E(a)和产品A(b)的SEM图;
[0028] 图3为产品A的EDS图;
[0029] 图4为产品A、B、D、E的XRD图;
[0030] 图5为产品A、B、D、E的傅里叶变换红外光谱图;
[0031] 图6为产品A-E对铬的清除效果图。
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