[发明专利]一种制备Bi2WO6纳米片的方法

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Bi₂WO₆纳米片的方法。

背景技术

自从1972年，Fujishima和Honda研究发现当单晶TiO₂作阳极，Pt作阴极在可见光照射下可以将水分解为氢气和氧气以来，广大科学工作者就开始关注利用太阳能进行光催化的研究。

光催化剂的研究进程己经在过去的几十年里得到了极大地提升。如掺杂V和N的TiO₂纳米管、CeO₂、MgO和TiO₂的复合材料等，但是许多有效的光催化剂只对紫外光敏感，而紫外光只占到达地球表而的太阳能能量中的较小一部分，仅能利用4％左右的太阳能。因此，为了高效利用太阳能，发展具有可见光响应性的新型光催化剂成为了近几年的研究热点。

Bi₂WO₆作为一种新型光催化剂，是Aurivils家族最简单的化合物。Bi₂WO₆是由共角的WO₆八面体层和[Bi₂O₂]²⁺离子层相互交替构成的层状结构。钨酸铋的导带是由W5d轨道组成，而价带则是由Bi6s和O2p轨道杂化组成的。由于Bi6s轨道和O2p轨道杂化使得光催化剂的价带(VB)电位升高，有效地减少了半导体禁带宽度(Eg)，从而使得光催化剂能在420～470nm的可见光区域进行响应。其带隙能约2.69eV左右，Bi₂WO₆的价带电位3.18eV，导带电位0.54eV，带电位高，光生空穴具有很强的氧化能力，能有效地降解各类污染物。2004年Tang等首次报道了Bi₂WO₆在可见光照射下可以降解有机污染物CHC1₃和CH₃CHO，具有良好的催化活性。

由于Bi₂WO₆具备如压电、铁电、热释电及催化等物理化学性能，使其在离子半导体、铁磁材料、催化等诸多领域有着广泛的应用，近几年备受学者的广泛关注。

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Bi₂WO₆纳米片的方法，该方法制备得到的Bi₂WO₆纳米片的形貌好，尺寸均一。

一种制备Bi₂WO₆纳米片的方法，包括如下步骤：

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0.2～0.6mol/L，所述钨酸钠溶液的摩尔浓度0.1～0.3mol/L；

2)继续滴加NaOH溶液和PVA溶液，混合后进行水热反应，过滤，清洗，得到Bi₂WO₆纳米片；所述NaOH溶液的摩尔浓度0.1～3mol/L，所述PVA溶液的摩尔浓度0.01～0.1mol/L。

上述技术方案中，以钨酸钠和柠檬酸铋铵为反应物料，以NaOH为矿化剂，PVA为表面活性剂，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Bi₂WO₆纳米片。

另外，加入一定量的氢氧化钠，使得混合溶液显示一定的碱性，形核点数量增加，而且PVA有较强的氢键，可在特定晶面形成较强的氢键，起到表面活性剂的作用，使得最终形成较大的二维纳米片，其厚度约为30nm，大小为200～400nm。

优选的，所述柠檬酸铋铵溶液、钨酸钠溶液、PVA溶液与NaOH溶液的体积比为13～17:13～17:3～7:5。

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NaOH溶液的摩尔浓度1.4～1.8mol/L，所述PVA溶液的摩尔浓度0.04～0.06mol/L。