[发明专利]一种Bi25FeO40/α-Fe2O3纳米复合颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

铁酸铋系化合物是一类带隙较窄的半导体材料（Eg=2.0～2.8 eV），由于特殊的晶体结构，铁酸铋化合物表现出优异的电、磁和光学特能，在多铁性材料、磁性材料和光电材料领域具有广阔的应用前景。其中，Bi₂₅FeO₄₀为软铋矿结构，属于立方晶系，具有光折变性、光致发光及光电导性能，引起了科研人员的关注。由于其吸收边界值在可见光范围，Bi₂₅FeO₄₀纳米材料在可见光照射下可催化罗丹明B、亚甲蓝等的降解反应，但较高的回收难度和较低的催化活性，制约了Bi₂₅FeO₄₀光催化剂的广泛应用。研究发现，铁酸铋系化合物的光催化性能和磁性能与其纯度、尺寸大小和微观形貌密切相关，通过降低颗粒尺寸、进行掺杂或构建半导体异质结构的方式，可以实现对其催化活性和磁性能的调控，因此，实现Bi₂₅FeO₄₀的可控制备显得尤为重要。在众多的制备方法中，水热法能够制得尺寸小、分散性好、结晶度和纯度高的纳米粉体，在铁酸铋纳米颗粒制备中得到了广泛的应用。本发明选取聚酰胺-胺树形分子（PAMAM）为稳定剂，采用溶剂热法制备了Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒，在磁性回收可见光催化剂、电磁流变液材料、光电材料等领域具有理论意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒的制备方法，其技术内容为：

一种Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于：以末端基团为酯基、羟基或羧基的聚酰胺-胺（PAMAM）树形分子为稳定剂，采用溶剂热法制得Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒。

所述的一种Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将Bi(NO₃)₃·5H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O按20:1～1:10的物质的量比加入到烧杯中，边搅拌边缓慢滴加5～10%稀硝酸至完全溶解，再加入PAMAM树形分子水溶液，置于室温下搅拌2～4 h，使Bi³⁺和Fe³⁺与树形分子充分配位，将搅拌速度调至800 r·min^-1以上，加入碱溶液使反应体系的pH值为13～14，室温下搅拌反应1h后，将反应体系转移至水热反应釜中，加入碱溶液使反应体系的pH值为13～14，补充有机溶剂或碱溶液使填充度为70%～75%，密封后将反应釜置于110～120 ℃的烘箱中，保温16～24 h后取出，离心分离，用去离子水将沉淀物洗涤至pH值为中性后，在60℃下烘干即得到Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒。

所述的一种Bi₂₅FeO₄₀/α-Fe₂O₃纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于：PAMAM树形分子的代数为4.5～5.5代，末端基团为酯基、羟基或羧基，加入量以Bi³⁺与PAMAM的物质的量比为60:1～1:1为标准，树形分子水溶液的浓度为1×10^-4～1×10^-2 mol·L^-1。