[发明专利]一种采用沉淀煅烧法制备纳米Bi2Zr2O7粉体的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种采用沉淀煅烧法制备纳米 Bi₂Zr₂O₇粉体的方法。

背景技术

锆酸铋(Bi₂Zr₂O₇)属于烧绿石型金属复合氧化物。它是一类具有离子导电性、铁电铁磁、光催化性等多种性能的新型无机复合材料。[曾伟伟，肖彩梅，陈红霞.烧绿石型复合氧化物的制备及其光催化性能[J].化工中间体，2011, (4)：32-35.]。典型的烧绿石型结构的通式为A₂B₂O₇，(其中A、B分别为+3 价和+4价阳离子)，属于立方面心晶系，属于Fd3m空间群，这种结构可以认为是由两种不同半径的阳离子(A³⁺、B⁴⁺)和1/8阴离子空位组成的萤石型结构 [Erickson E E,Gray D,Taylor K,et al.Synthesis,structure and dielectric characterization of Ln₂Ti_2-2xM_2xO₇(Ln＝Gd,Er；M＝Zr,Sn,Si)[J].Materials Research Bulletin,2002,37:2077-2083]。作为烧绿石型复合氧化物，锆酸铋(Bi₂Zr₂O₇) 因其具有较宽的禁带宽度(2.59～2.9eV)，是一种具有发展潜力的可见光响应型光催化剂。

目前，烧绿石型复合材料的制备方法有气相法、固相法和液相法。而对于锆酸铋(Bi₂Zr₂O₇)的研究还处于初级阶段，有关其制备方法，也鲜有报道。沉淀煅烧法属于固相法的一种。如Deyong Wu等[D.Wu,T.He,J.Xia,Y.Tan. Preparation and photocatalytic properties of Bi₂Zr₂O₇photocatalyst[J].Material Letters,156(2015):195-197.]以Bi(NO₃)₃·5H₂O和Zr(NO₃)₄·5H₂O为原料，第一阶段采用水热法，制得前驱体沉淀物，经洗涤、干燥、研磨，在600℃条件下煅烧4小时，制得Bi₂Zr₂O₇目标产物。但该方法制备过程复杂，耗能高，周期长。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用沉淀煅烧法制备纳米Bi₂Zr₂O₇粉体的方法，该方法操作过程简单，周期短，耗能低。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种采用沉淀煅烧法制备纳米Bi₂Zr₂O₇粉体的方法，包括以下步骤：

1)按Bi(NO₃)₃·5H₂O：Zr(NO₃)₄·5H₂O＝1:1的摩尔比，取Bi(NO₃)₃·5H₂O和 Zr(NO₃)₄·5H₂O；

2)用浓硝酸溶解Bi(NO₃)₃·5H₂O，用去离子水溶解Zr(NO₃)₄·5H₂O，然后将分别溶解得到的两种溶液混合，制得Bi³⁺浓度为0.025～0.05mol/L的前驱液 A；；

3)调节将前驱液A的pH值至4.0～10.0，充分搅拌均匀，得到沉淀液B，抽滤，制得白色沉淀C；

4)将白色沉淀C干燥后，制得块体，将块体充分研磨，得到粉体D；