[发明专利]一种BiOCl微米环及制备方法

说明书

本发明公开了一种BiOCl微米环及制备方法。本发明制备的材料可用于光催化能量转换、光催化太阳能净化、光催化除菌等领域。主要的制备过程是先将硝酸铋粉末溶于硝酸与柠檬酸的混合溶液中，然后调整溶液的pH值，再将上述溶液水热反应得到（010）面暴露的BiOBr粉体，利用加入的NaCl中的氯离子取代BiOBr粉体中的溴离子，得到BiOCl微米环。本发明具有操作简单、制备温度低、反应条件温和等优点，本发明提供了一种用于BiOCl微米环的快速制备方法。

技术领域

本发明属于无机合成技术领域，涉及一种BiOCl微米环及制备方法。

背景技术

光催化技术对有机污染物的净化具有能耗低、净化条件温和、无二次污染等优点。半导体光催化氧化技术利用光照产生的光生电子空穴对氧化降解有机污染物，其反应高效、成本低，因而倍受研究者的重视。氯氧化铋（BiOCl）是近年来发展起来的光催化剂，价廉易得且环境友好，是一种具有潜力的光催化剂材料，而光催化技术的关键在于光催化剂，因而光催化剂的制备极为关键。

BiOCl为四方相，一般通过工艺参数的调控可以得到片状、微米球状BiOCl粉末材料。例如Li等以Bi(NO₃)₃•5H₂O、KCl为主要原料，通过乙二醇调控，在160 °C下水热12 h后得到了BiOCl微米球（Environ. Sci. Pollut. Res., 2017, 24:9556 – 9565）。Jiang等以Bi(NO₃)₃•5H₂O、KCl为主要原料，通过用NaOH溶液调节到溶液的pH值为6.0，得到了BiOCl纳米片（J. Am. Chem. Soc.，2012, 134: 4473−4476）。设计、丰富的BiOCl形貌特征，可以达到对其性能调控的目的。基于此，本发明利用制备的BiOBr纳米片为主要原料，通过BiOBr与BiOCl的溶度积差别，利用氯离子取代BiOBr中的溴离子，得到BiOCl微米环。本发明为开发形貌特征、低成本、高效率的BiOCl材料增添了一种新方法。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种BiOCl微米环及制备方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种BiOCl微米环及制备方法，制备方法步骤如下：

步骤1，将一定量的Bi(NO₃)₃•5H₂O溶解在硝酸与柠檬酸的混合溶液中，其中Bi(NO₃)₃•5H₂O的浓度为0.2～0.5mol/L，硝酸与柠檬酸的摩尔比为2：（1～2），然后加入0.2～0.5mol/L 的KBr溶液，其中Bi(NO₃)₃•5H₂O与KBr摩尔之比为1:1，再用NaOH溶液调节pH值，直到混合溶液的pH＝5.5～6.0；

步骤2，将所述步骤1获得的溶液投入反应釜中，在140～180ºC下水热反应14~20小时，过滤、清洗后获得（010）面暴露的BiOBr粉体；

步骤3，将所述步骤2中的粉体分散到100mL去离子水中，加入0.02～0.05mol/L的NaCl溶液，保持BiOBr与NaCl溶液的摩尔比为1:（3～10），然后继续搅拌30～120min，保持溶液的温度为60~95ºC；

步骤4，将所述步骤3中获得的粉末用去离子水反复清洗后获得BiOCl微米环。

附图说明：

附图1是本发明实施例1中的BiOCl微米环的X射线衍射图谱；

附图2是本发明实施例1中的BiOCl微米环的扫描电镜图；

附图3是本发明实施例1中的BiOCl微米环与本发明实施例3中的BiOCl的光催化性能表征。