[发明专利]一种高活性缺陷型Bi2

说明书

本发明提供了一种高活性缺陷型钼酸铋纳米带及其制备与应用。本发明方法通过油胺水热法和随后的多次热处理去除晶面剩余的油胺络合物，可以调控制备出具有表面缺陷的Bi₂MoO₆，通过缺陷的生成，可以抑制光生载流子的复合，提高光催化活性。本发明的有益效果主要体现在：①本发明制备工艺简单、使用设备种类少，适合工业化生产；②制得的钼酸铋样品具有特殊的纳米带状形貌；③制得的钼酸铋样品具有纳米缺陷结构；④制得的钼酸铋样品光催化性能优异、光催化活性高。

(一)技术领域

本发明涉及一种高活性缺陷型Bi₂MoO₆纳米带及其制备与应用。

(二)背景技术

光催化被认为是非常有前景的绿色处理技术，可以有效地去除环境中有毒的有机物。因此太阳能的有效吸收和利用对于提高光催化剂的催化性能是极其重要的。所以，新型高效可见光响应的材料已经吸引到越来越多研究人员的关注。

新型半导体钼酸铋(Bi₂MoO₆)具有MoO₄²⁺钙钛矿层和[Bi₂O₂]²⁺层相互交替的结构，据报道是一种很有前途的用于光解水制氢和有机污染物降解等方面的太阳光能转换材料。这主要归因于其合适的带隙(2.5-2.8 eV)和独特层状结构的静电相作用促进电荷分离。

钼酸铋虽然在结构、光催化性能上有独特的性质和优良的表现，但距离实际大规模生产和应用还存有差距，主要原因之一是因其光生载流子的分离效率不够高，因此对钼酸铋进行改性或复合进而提升钼酸铋的光催化性能是目前研究的重要方向。据相关文献报道，提高钼酸铋的光催化性能的方式主要有离子掺杂、复合异质结、调整形貌、晶面调控和晶面缺陷调节等方式。相比之下，积极的晶面缺陷能显著调节光催化剂的禁带、促进光生载流子的分离、提高载流子的生存时间以及提供更多的活性反应位点，但通常对纳米材料的缺陷调控工艺复杂、设备要求较高，因此寻找制备成本低廉、简易高效合成制备含有缺陷的钼酸铋材料的方法吸引了众多研究人员的关注。

(三)发明内容

为解决现有技术中的以上问题，本发明提供一种高活性缺陷型钼酸铋纳米带及其制备与应用。

本发明采用的技术方案是：

一种高活性缺陷型Bi₂MoO₆纳米带，为缺陷型(晶面氧缺陷，包括晶格错乱、晶面凹陷小孔缺陷等)带状结构，由如下方法制备获得：

S1、将Na₂MoO₄的水溶液与Bi(NO₃)₃的水溶悬浊液混合得到混合液一，将无水乙醇与油胺和/或油酸混合，得到混合溶液二，将混合液一与混合溶液二混合得到混合溶三；

S2、调节步骤S1得到混合液三的pH至8～9，置于水热釜中于155～ 170℃下进行水热反应18～22h，过滤得到Bi₂MoO₆纳米带的前驱体A；

S3、将步骤S2得到的Bi₂MoO₆纳米带的前驱体A分散到有机溶剂中，并转移到聚四氟乙烯反应釜中；所述有机溶剂一为下列之一或其中两种以上的混合物：乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮；

S4、将步骤S3的聚四氟乙烯反应釜置于130～160℃中溶剂热反应处理1～4h，过滤得到Bi₂MoO₆纳米带的前驱体B；

S5、将步骤S4得到Bi₂MoO₆纳米带的前驱体B重复进行S3和S4 步骤2～5次；