立方塊及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟鉍礦相材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟鉍礦材料是具有非中心對稱的立方晶體，具有各向異性，晶體結(jié)構(gòu)中存在大量的氧空位和離子空位。研究表明，此類材料具有獨特的光學(xué)、電學(xué)性能，因而引起廣泛的研究興趣。
[0003]4-氨基苯酚是一種重要的工業(yè)原料或中間體，在醫(yī)藥、化學(xué)染料工業(yè)等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價值。例如，4-氨基苯酚可以用來合成一些常見的止痛和退熱藥物，包括:撲熱息痛，乙酰苯胺，非那西汀等。為了滿足日益增長的工業(yè)需要，科研工作者探究嘗試用各種方法來制備合成4-氨基苯酚。研究發(fā)現(xiàn)，直接催化4-硝基苯酚還原成4-氨基苯酚是一種成本有效，可易生成，操作簡便，綠色，可持續(xù)的制備方法。然而，目前已報道的能夠催化還原4-硝基苯酚的材料主要局限在金屬基催化劑材料，特別是一些貴金屬基材料。因此，尋找一種具有高效催化活性和優(yōu)異選擇性的催化還原4-硝基苯酚氫化作用的催化劑在實驗室研究和工業(yè)生產(chǎn)仍是一個很大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊及其合成方法，該合成方法成本低，操作簡單，得到的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊純度高，分散性好，尺寸均一，晶型易于控制，能用于高效催化還原4-硝基苯酚生成4-氨基苯酚。
[0005]本發(fā)明提出的一種軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將可溶性鉍鹽、絡(luò)合劑、NH4VO3、表面活性劑、礦化試劑加入去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液，其中，反應(yīng)液中，可溶性祕鹽的濃度為0.04-0.08mol/L，絡(luò)合劑與可溶性祕鹽的摩爾比為2-3:1，NH4VO3與可溶性鉍鹽的摩爾比為1:12-25，礦化試劑與可溶性鉍鹽的摩爾比為6_10:1，表面活性劑的濃度為10-20g/L ;將反應(yīng)液置于水熱反應(yīng)裝置中，在120-180°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2-24h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、洗滌、干燥得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0006]優(yōu)選地，所述可溶性鉍鹽為硝酸鉍、檸檬酸鉍銨中的一種或者兩種的混合物。
[0007]優(yōu)選地，所述可溶性鉍鹽為硝酸鉍。
[0008]優(yōu)選地，所述絡(luò)合劑為檸檬酸三鈉、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、乙二胺四乙酸二鈉中的一種或者多種的混合物。
[0009]優(yōu)選地，所述絡(luò)合劑為檸檬酸三鈉。
[0010]優(yōu)選地，所述表面活性劑為聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者多種的混合物。
[0011]優(yōu)選地，所述表面活性劑為聚丙烯酰胺。
[0012]優(yōu)選地，所述礦化試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或者兩種的混合物。
[0013]優(yōu)選地，所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將可溶性鉍鹽、絡(luò)合劑、NH4VO3、表面活性劑、礦化試劑加入去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液，其中，反應(yīng)液中，可溶性祕鹽的濃度為0.04mol/L，絡(luò)合劑與可溶性祕鹽的摩爾比為2:1，NH4VO3與可溶性鉍鹽的摩爾比為1:12，礦化試劑與可溶性鉍鹽的摩爾比為6.25:1，表面活性劑的濃度為10g/L ;將反應(yīng)液置于水熱反應(yīng)裝置中，在150°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)冷卻、洗滌、干燥得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0014]優(yōu)選地，所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將0.0012mol硝酸鉍、0.0024mol檸檬酸三鈉、0.0OOlmol NH4V03、0.3g聚丙烯酰胺、0.0075mol氫氧化鈉加入30ml去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液；將反應(yīng)液置于水熱反應(yīng)裝置中，在150°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)自然冷卻、洗滌、干燥得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0015]本發(fā)明還提出的一種軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊，采用所述軟鉍礦相Bi 25V04。立方塊的合成方法制備而成。
[0016]本發(fā)明中，以可溶性鉍鹽為鉍源，以偏釩酸銨為釩源，在合適的礦化試劑、絡(luò)合劑、表面活性劑的作用下進(jìn)行水熱反應(yīng)，通過控制反應(yīng)的參數(shù)，合成了單分散的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊；所述鉍礦相Bi 25V04。立方塊的合成方法成本低，操作簡單，得到的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊分散性好，尺寸均一，晶型易于控制，能用于催化還原4-硝基苯酚生成4-氨基苯酚，且催化活性高，選擇性好。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的X射線衍射花樣；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊中Bi4f的高分辨圖譜；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊中V2p的高分辨圖譜；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊中OIs的高分辨圖譜；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊在不同放大倍數(shù)下的SEM照片；
[0022]圖6為4-硝基苯酚水溶液、4-硝基苯酚和~&8!14混液、及本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的水溶液的紫外吸收光譜；
[0023]圖7為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊催化4-硝基苯酚的紫外吸收光譜。
[0024]圖8為本發(fā)明實施例1合成的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的用量與催化4-硝基苯酚的活性的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]實施例1
[0027]本發(fā)明提出的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將0.0012mol硝酸鉍、0.0024mol檸檬酸三鈉、0.0OOlmol NH4V03、0.3g聚丙烯酰胺、0.0075mol氫氧化鈉加入30ml去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液；將反應(yīng)液置于內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜內(nèi)，在150°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫，過濾后將濾餅洗滌3次，在80°C下干燥6h得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0028]實施例2
[0029]本發(fā)明提出的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將0.0012mol檸檬酸鉍銨、0.0024mol酒石酸鈉、0.0OOlmol NH4VO3^0.3g聚乙烯醇、0.0075mol氫氧化鉀加入30ml去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液；將反應(yīng)液置于內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜內(nèi)，在150°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫，過濾后將濾餅洗滌4次，在80°C下干燥7h得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0030]實施例3
[0031]本發(fā)明提出的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將0.0012mol硝酸鉍、0.0012mol檸檬酸鉍銨、0.0072mol酒石酸鉀鈉、0.000096mol NH4V03、0.3g聚丙烯酰胺、0.3g聚乙烯吡咯烷酮、0.0144mol氫氧化鈉加入30ml去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液；將反應(yīng)液置于內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜內(nèi)，在120°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)自然冷卻至室溫、過濾、洗滌、干燥得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0032]實施例4
[0033]本發(fā)明提出的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將0.002mol檸檬酸鉍銨、0.005mol酒石酸鈉、0.0OOlmol NH4V03、0.5g聚丙烯酰胺、0.005mol氫氧化鈉、0.015mol氫氧化鉀加入30ml去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液；將反應(yīng)液置于內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜內(nèi)，在180°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫、洗滌、干燥得到所述軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊。
[0034]實施例5
[0035]本發(fā)明提出的軟鉍礦相Bi25VO4。立方塊的合成方法，包括以下步驟:將0.0Olmol檸檬酸鉍銨、0.0025mol酒石酸鈉、0.00005mol NH4V03、0.3g聚丙烯酰胺、0.007mol氫氧化鈉加入20ml去離子水中攪拌均勻后形成反應(yīng)液；將反應(yīng)液置于內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜內(nèi)，在1