[发明专利]一种制备片状Bi2WO6的方法

说明书

技术领域

本发明涉及Bi₂WO₆的合成领域，具体涉及一种制备片状Bi₂WO₆的方法。

背景技术

七十年代初期，世界范围内爆发能源危机，如何合理有效地开发利用能源是当时全球关注的焦点。金红石型的TiO₂带隙宽为3.0eV，对应的吸收波段为415nm以下，这属于短波长的紫外及近紫外光，这一波段能量在太阳光中所占比重较低；而且，光催化反应的效率低于1％。

在最近的半导体催化剂的研究中，提高光催化反应效率以及开发新型光催化剂或进行光催化剂的改性使其吸收波段向可见光区移动就成为了人们研究的重点。

Bi₂WO₆是最简单的Aurivillius型氧化物，为层状结构，含有WO₆钙钛矿结构片层。由于Bi₂WO₆具有介电、发光、离子导休、催化等性能，广泛应用于相关领域。最近报道，Bi₂WO₆具有可见光光催化性能，可用于在可见光下光解水和降解有机污染物。

通过调控Bi₂WO₆的纳米结构，不仅增大其比表面积，同时其特殊结构在催化上也将表现出其独特的优势，会极大提高其可见光催化性能。另一方面，形貌控制一直是纳米材料中的研究热点，材料在纳米尺度范围时，其性能往往由于其形貌的差异表现得非常不同。过去一段时间各国的科学家在零维量子点，一维纳米线、纳米棒、纳米带上已经取得了非常丰硕的成果。多级复杂结构己经成为目前新的一个热点领域，而Bi₂WO₆作为最简单的层状Aurivillius型氧化物，本身具有层状结构，最有利于形成二维结构。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种制备片状Bi₂WO₆的方法，该方法制备得到的片状Bi₂WO₆的形貌好，尺寸均一。

本发明所提供的技术方案为：

一种制备片状Bi₂WO₆的方法，包括以下步骤：

1)将柠檬酸铋铵溶液滴加到钨酸钠溶液中；所述柠檬酸铋铵溶液的摩尔浓度0.20～0.60mol/L，所述钨酸钠溶液的摩尔浓度0.10～0.30mol/L；

2)继续滴加氢氧化钠溶液，混合后进行水热反应，过滤，清洗，得到片状Bi₂WO₆；所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度0.1～2mol/L。

上述技术方案中，以钨酸钠和柠檬酸铋铵为反应物料，以氢氧化钠为矿化剂，最终实现了Bi₂WO₆纳米片的制备。作为铋源的柠檬酸铋铵在引入的Bi³⁺的同时也引入了柠檬酸铵根离子，其与Bi³⁺有较强的相互作用力，使得柠檬酸铵根离子会选择性吸附在晶胞特定晶面造成各向异性生长，进而影响合成形貌，形成片状的Bi₂WO₆。

另外，由于反应液显现碱性，OH^-浓度大于H⁺浓度，Bi³⁺水解反应被大大加强，WO₄^2-的浓度也显著增加，Bi₂WO₆晶体的生长速率要远远大于形核速率，因此片状Bi₂WO₆的各向异性生长被抑制，晶体片尺寸得到增大，使得最终形成较大的片状Bi₂WO₆，制得的片状Bi₂WO₆的厚度为10～20nm，大小为150～200nm。

优选的，所述柠檬酸铋铵溶液、钨酸钠溶液与氢氧化钠溶液的体积比为13～17:13～17:10。进一步优选为15:15:10。

优选的，所述柠檬酸铋铵溶液的摩尔浓度0.30～0.40mol/L。

优选的，所述钨酸钠溶液的摩尔浓度0.15～0.20mol/L。

优选的，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度0.6～1.2mol/L；

优选的，所述水热反应的反应温度为180～250℃，反应时间为2～15h。