[发明专利]Bi2

说明书

本发明公开了Bi₂O_2.33纳米片的制备方法，包括以下步骤：1)将铋盐水溶液与酸溶液进行超声混合，得到A液；2)将表面活性剂溶解于强碱弱酸盐水溶液中，混合均匀后，得到B液；3)将A液滴加至B液中，进行磁力搅拌反应，然后加入酸溶液继续搅拌反应，反应完成后，过滤清洗并干燥后，得到白色固体；4)将白色固体在马弗炉中进行焙烧，得Bi₂O_2.33纳米片。本发明制备工艺简单，产量大，易于实现产业化生产；整个反应体系为水性体系，不存在有机溶剂，不易产生污染；Bi₂O_2.33纳米片中同时含有Bi²⁺与Bi³⁺，且两个Bi原子间会发生耦合作用，产生杂质能级，使得光催化反应过程中光激发所需的能量降低，从而提高了光催化剂的性能，其对罗丹明B的降解率可达到82％以上。

技术领域

本发明属于半导体光催化技术领域，具体涉及一种Bi₂O_2.33纳米片的制备方法。

背景技术

随着人类科技的发展，有机染料被广泛应用于纺织、皮革、食品、日用化工等行业中。在染料的使用过程中，约10％被直接排放到水体中，对水体色度造成严重污染。由于有机染料通常为芳香族化合物，其化学稳定性高且生物可降解性低，而且多数染料及其代谢中间产物具有致突变性、致癌性等危害。

利用半导体材料的光催化特性降解水中有机染料是一种新型的水处理技术。常用的半导体光催化剂主要为Ti系氧化物，其吸收带隙约为3.2eV，光谱吸收阈值为387nm，只能利用太阳光谱中的紫外光谱。Bi系氧化物的吸收带隙约为2.8eV，可利用太阳光谱中的可见光，对太阳光的利用率高，而且其具有化学稳定性好，无毒的特性，是一种值得研究的半导体光催化剂。在Bi系催化剂中，研究的较多的主要为Bi₂O₃纳米片，主要是因为其制备方法简单，而且在可见光的作用下2h，对罗丹明B的降解可达到44％。Bi₂O_2.33纳米片也是一种Bi 系氧化物，其目前的制备方法主要电腐蚀法，是采用铋箔金属作为阳极，镍箔用作阴极材料，接着将其放入到电解质，在直流电的作用下，进行电解，得到 Bi₂O_2.33纳米片，但这种方法存在着工艺复杂，产量小，难以实现产业化生产的缺陷，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，产量高的Bi₂O_2.33纳米片的制备方法。

本发明这种Bi₂O_2.33纳米片的制备方法包括以下步骤：

1)将铋盐水溶液与酸溶液进行超声混合，得到A液；

2)将表面活性剂溶解于强碱弱酸盐水溶液中，混合均匀后，得到B液；

3)将步骤1)中的A液滴加至步骤2)中B液中，进行磁力搅拌反应，然后加入酸溶液继续搅拌反应，反应完成后，过滤清洗并干燥后，得到白色固体；

4)将步骤3)得到的白色固体在马弗炉中进行焙烧，得Bi₂O_2.33纳米片。

所述步骤1)中，铋盐为Bi(NO₃)₃、BiVO₄、BiCl₃中的一种或多种，铋盐水溶液的浓度为0.1-1.0M；酸为HCl、HNO₃、H₂SO₄中的一种或多种，酸溶液浓度为0.1-5.0M；铋盐水溶液与酸溶液的体积比为1:(1-10)。