[发明专利]一种三元高阶富铋Bi3.64Mo0.36O6.55纳米晶的制备方法

说明书

本发明涉及一种三元高阶富铋Bi_3.64Mo_0.36O_6.55纳米晶的制备方法，其操作为：分别配制硝酸铋酸溶液、仲钼酸铵溶液，先将硝酸铋酸溶液和仲钼酸铵溶液混匀、然后再加入氨水溶液混匀得混合反应液，对混合反应液进行加热反应，加热反应结束后对反应产物进行纯化后处理即可制得产品。上述技术方案，以可溶性铋盐、钼酸盐、氨水和去离子水为原料，经充分搅拌溶解后经“一锅”超声波辅助化学浴沉积反应，即可制得产品；制备工艺简单、原料易得、成本低；所用生产设备简单、反应环境温度低、操作简便、重复性好；不采用表面活性剂和有机溶剂、对环境无污染；产品产率高、结晶性好，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及新材料制备领域，具体涉及一种三元高阶富铋Bi_3.64Mo_0.36O_6.55纳米晶的制备方法。

背景技术

近年来，人类对煤、石油和天然气不可再生资源的过度开发和使用造成了能源短缺和环境的持续恶化。在过去几十年中，工业及纺织业作为重要产业带动经济发展，大量的工业废水及水溶性染料废液排入江河，给人们的生活生产用水造成严重伤害。以解决能源和环境危机为要旨，各国都在不遗余力地寻求可替代的绿色能源和发展改善环境的无污染技术。光催化技术为缓解能源危机和解决环境污染这两大难题提供了绿色的技术途径。

钼酸铋是非常优秀的可见光催化性能的半导体光催化剂，能够分解空气中部分对人体有害无机物质和几乎全部有害有机物质，对净化空气、净化环境起到非常重要的作用。人们常以钼酸铋做着色剂，用在家装、办公室装修或玻璃外表等场合，起到净化办公室空气，防紫外线等功效。因此，钼酸铋又是近年来新兴的功能材料的一类，属于精细化工的高端科技。Bi_3.64Mo_0.36O_6.55是一种高阶富铋的钼酸铋半导体，为立方相晶体结构，同样具有高效的可见光催化性能，而且在超级电容器上也具有优异的性能。就文献调研，关于纯相Bi_3.64Mo_0.36O_6.55纳米晶制备技术的报道仍相当地匮乏，如Xie等采用低温熔盐技术在160℃的LiNO₃–KNO₃熔盐条件下反应2小时得到粒径约70nm的准球形纳米颗粒（Lijin Xie,Zaimei Liu, Jianbo Zhang, Junfeng Ma. Preparation of a novel Bi_3.64Mo_0.36O_6.55nanophotocatalyst by molten salt method and evaluation for photocatalyticdecomposition of rhodamine B [J], Journal of Alloys and Compounds, 2010, 503,159–162.）；Duan等采用微波辅助液相合成技术在150℃微波辐照15分钟得到Bi_3.64Mo_0.36O_6.55八面体状纳米晶（Fang Duan, Yan Zheng, MingQing Chen. Enhancedphotocatalytic activity of bismuth molybdate via hybridization with carbon[J], Materials Letters, 2011, 65, 191–193.）； Ren等采用水热合成技术用NaOH调控pH为9时160℃反应12小时得到Bi_3.64Mo_0.36O_6.55八面体状纳米颗粒（Jia Ren, WenzhongWang, Meng Shang, Songmei Sun, Erping Gao. Heterostructured Bismuth MolybdateComposite: Preparation and Improved Photocatalytic Activity under Visible-Light Irradiation [J], ACS Appl. Mater. Interfaces, 2011, 3, 2529–2533.）；Zhu等以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，采用水热合成技术在180℃反应12小时得到Bi_3.64Mo_0.36O_6.55四面体状的纳米颗粒（Dan Zhu, Weiwei Wang, Junwu Zhu, ShenmingChen, XiaohengLiu. Enhanced electrochemical properties of pseudocapacitorwith Bi_3.64Mo_0.36O_6.55 NPs as electrodes [J], Journal of Solid StateElectrochemistry, 2016, 21(2):1-6.）。但上述制备技术大都在高温下反应，反应时间长，有的需要昂贵的水热和微波反应设备、有的需要引入表面活性剂。