[发明专利]一种常压水相法制备软铋矿Bi25FeO40纳米粉体的方法

说明书

本发明公开了一种常压水相法制备软铋矿Bi₂₅FeO₄₀纳米粉体的方法，其将Fe(NO₃)₃·9H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O分别加水和稀硝酸溶解，滴加到浓度为2.0～8.0 mol/L的NaOH溶液中，滴定结束后，继续搅拌得到沉淀物，将沉淀物用去离子水洗涤至中性，干燥、煅烧，得到Bi₂₅FeO₄₀纳米粉体。本发明的优点是Bi₂₅FeO₄₀纳米粉体的结晶性完好、粒度分布均匀，工艺控制简单，工艺周期短，能耗较低。

技术领域

本发明涉及一种常压水相法制备软铋矿Bi₂₅FeO₄₀纳米粉体的方法，属于无机非金属材料制备工艺技术领域。

背景技术

软铋矿材料，具有各向异性且是非中心对称的立方晶体结构，晶体结构中存在大量离子空位及氧空位，这就决定了软铋矿具有介电、压电、光电、电光等性质，引起学者们的普遍关注，其通式为Bi₁₂MO_20±X(M=Ti、Fe、Si、Pb等)。

Bi₂₅FeO₄₀是典型的软铋矿材料，晶体结构中部分Bi取代部分Fe离子的位置，大量缺陷的存在导致该材料具有光折变、高载流子流动、光催化和铁磁性等优良性能，在光传导和光降解方面具有潜在的用途。

目前，国内外对Bi₂₅FeO₄₀材料的研究尚处于起步阶段，主要通过水热法合成Bi₂₅FeO₄₀粉末样品，水热法对反应设备和条件要求较高，在推广应用时具有一定的局限性。常压水相法是在水热法和共沉淀法基础上发展起来的一种制备纳米级粉体材料的新方法。与其他方法相比，常压水相法能很好的控制粉体材料的组成、物相、粒度分布及微观形貌，具有物料设备成本低、反应条件易实现且制备工艺简单等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、成本低廉，可操作性强的制备光催化材料Bi₂₅FeO₄₀纳米粉体的方法。本发明采用常压水相法制备具有纳米级(约20 nm)尺寸的Bi₂₅FeO₄₀粉体，同时因粉体材料具有磁性便于回收利用。

本发明实现过程如下：

本发明采用常压水相法制备软铋矿材料，包括如下步骤：

（1）将Fe(NO₃)₃·9H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O分别加水和稀硝酸溶解；

（2）分别将Fe(NO₃)₃·9H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O溶液滴加到浓度为2.0～8.0 mol/L的NaOH溶液中得到沉淀物；

（3）将沉淀物用去离子水洗涤至中性，干燥得到粉体前驱体；

（4）将粉体前驱体煅烧即得Bi₂₅FeO₄₀粉体。

上述步骤（1）中，两种溶液浓度在0.1～0.3 mol/L，其摩尔比Fe:Bi=1:1；