[发明专利]暴露（110）晶面的BiOX微米棒及其合成方法

说明书

本发明公开了一种暴露(110)晶面的BiOX微米棒及其合成方法，本发明填补了科研的空白，并且该合成方法将含有Bi³⁺、[C₆O₇H₅]^3‑和X^‑的水溶液进行加热反应的步骤，其中，水溶液中Bi³⁺与[C₆O₇H₅]^3‑的物质的量之比为1:0.8‑1.2，其中，X为Cl、Br和I中的一种。本发明不仅克服科研难题，并且合成步骤简单，得到了暴露(110)晶面的BiOX微米棒，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及纳米材料，具体地，涉及一种暴露(110)晶面的BiOX微米棒及其合成方法。

背景技术

化石燃料在我们生活的各个环节都是不可或缺的，不可再生和逐渐减少的储量已经造成了能源危机，而且消耗时也伴随着严重的环境污染。目前，半导体光催化技术被认为是解决这两个问题较有前景的技术，通过水分解生成氢气，光催化还原二氧化碳产生碳氢燃料，并对有毒污染物进行光降解来弥补环境污染问题。近来，由于面依赖性光催化、光电和其它表面相关性质，社会各界已经对单晶半导体的晶面调控制备给予了相当大的关注。另外，表面性质对于半导体的光催化性能至关重要，其敏感性取决于其具有不同暴露的晶面。

自从杨等人在2008年开创性报道了具有47％(001)暴露面的锐钛型二氧化钛薄片后，晶面工程正在成为获得高催化活性的光催化剂的重要手段。在过去十年中，激烈的理论和实验研究着重于制备具有不同晶面的二氧化钛。结果表明，晶面对光催化活性的影响主要是由电子结构和原子结构两个方面引起的。

最近，暴露不同晶面的BiOX(X＝Cl，Br或I)的合成和光催化活性研究引起了人们极大的兴趣。这些BiOX材料具有[Bi₂O₂]和双卤素原子交错的二维(2D)晶体结构。它们的层状结构抑制了光生电荷载流子的复合，因此， BiOX(X＝Cl，Br，I)纳米材料显示出高的光催化性能。BiOX已报道许多关于暴露(001)和(010)晶面的研究。然而，到目前为止，均未有暴露(110) 晶面的BiOX的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种暴露(110)晶面的BiOX微米棒及其合成方法，该合成方法将含有Bi³⁺、[C₆O₇H₅]^3-和X^-的水溶液进行加热反应的步骤，其中，水溶液中Bi³⁺与[C₆O₇H₅]^3-的物质的量之比为1:0.8-1.2，；其中，X为 Cl、Br和I中的一种。即可得到暴露(110)晶面的BiOX微米棒，该合成步骤简单，得到的暴露(110)晶面的BiOX微米棒晶形规整，具有较高的科研价值。

为了实现上述目的，本发明提供了一种暴露(110)晶面的BiOX微米棒，所述BiOX微米棒的X射线衍射图(XRD)中(110)晶面衍射峰的强度高于(001)晶面衍射峰；其中，X为Cl、Br和I中的一种。

本发明还提供一种前文所述的暴露(110)晶面的BiOX微米棒的合成方法，包括将含有Bi³⁺、[C₆O₇H₅]^3-和X^-的水溶液进行加热反应的步骤，其中，水溶液中Bi³⁺与[C₆O₇H₅]^3-的物质的量之比为1:0.8-1.2；其中，X为Cl、 Br和I中的一种。