[发明专利]一种单斜相与正交相共存的薄片状Gd-Bi2WO6粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种单斜相与正交相共存的薄片状Gd-Bi₂WO₆粉体及其制备方法。

背景技术

晶型对于催化剂的催化性能有着重要的影响。钨酸铋(Bi₂WO₆)是一种典型的Aurivillius型氧化物，其是由层状的WO₆八面体和氧化铋片交替堆积而成。Bi₂WO₆是Aurivillius氧化物家族中最简单的成员之一，其通式为Bi₂A_n-1B_nO_3n+3(A=Ca，Sr，Ba，Pb，Na，K；B=Ti，Nb，Ta，Mo，W，Fe；n取决于(A_n-1B_nO_3n+3)^2-的数目)，结构上是由钙钛矿型单元和萤石型单元交叉构成的。Bi₂WO₆本身具有良好的物理和化学性能，例如：铁电、压电、热电、催化性能、非线性电介质极化率、发光性能。它也可用做光催化剂和太阳能转化材料。由于光生电子对和空穴的再次结合，导致晶格缺陷的产生，因此结晶度是光催化反应效率的一个重要因素。Bi₂WO₆的性能和应用取决于其形貌和晶型。

稀土因为其特殊的电子层结构，具有一般元素无法比拟的光谱特性，具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子形成的化合物的4f电子可以在f-f组态之间或f-d组态之间的发生跃迁。因此，掺杂稀土金属离子是近几年开始研究的热点。而掺杂浓度对产物性能也有很大的影响。

近几年，采用水热方法制备Bi₂WO₆纳米晶体成为研究的一个热点。然而，在传统的水热合成法中，往往是采用普通的传导加热方法，这种加热方式具有加热速率慢、反应时间长、热量分布不均匀、温度梯度大的等缺点，严重影响了合成粉体的性质、颗粒尺度等。微波水热法以微波作为加热方式，结合传统的水热法来制备纳米粉体或陶瓷粉体的一种新方法。水热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压)，创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶而形成无机固相材料。微波水热法具有其它传统合成技术不可比拟的优点，在合成纳米材料、陶瓷材料等领域里显示了良好的发展态势和广阔的应用前景，适于推广到大规模的工业生产中去。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单斜相与正交相共存的薄片状Gd-Bi₂WO₆粉体及其制备方法，该制备方法反应时间短，工艺流程简单，制得的单斜相与正交相共存的薄片状Gd-Bi₂WO₆粉体具有由纳米片组成的薄片状形貌。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单斜相与正交相共存的薄片状Gd-Bi₂WO₆粉体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O按照Bi:W=2:1的摩尔比放入容器中，再向容器中加入水配制成混合溶液，并将混合溶液搅拌均匀;

步骤2：将Gd(NO₃)₃·6H₂O加入到混合溶液中，得反应液，其中Gd的加入量为R_Gd=2%-20%，R_Gd=n_Gd/(n_Bi+n_Gd)×100%，n_Bi和n_Gd分别为Bi和Gd的摩尔量，将反应液在室温下搅拌均匀得前驱液，调节前驱液的pH值为1.5-2.0;

步骤3：将前驱液移入微波水热反应釜中，再将微波水热反应釜放入微波水热反应仪中，设定功率为300W，在140℃-240℃下保温30min-120min后停止反应；