[發(fā)明專利]一種鎢酸鉍納米片及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110272612.2
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102992406A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙斌;金彩虹;何丹農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C01G41/00
• 分類號: C01G41/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海東方易知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米片及其制備方法，特別是一種鎢酸鉍納米片及其制備方法，屬于無機(jī)納米材料及合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，能源緊缺問題也迫在眉睫。在面臨上述兩大危機(jī)的勢態(tài)之下，人們展開了污染治理、保護(hù)環(huán)境的科學(xué)研究。以半導(dǎo)體為催化劑，利用太陽光催化氧化降解污染物質(zhì)作為一種有效的治理污染方法，成為環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在如上的研究背景下，各國研究工作者開發(fā)出了多種半導(dǎo)體納米材料，如二氧化鈦、氧化鋅、三氧化鎢等，用于污染物的治理及新能源的獲取。以二氧化鈦為例，雖然納米二氧化鈦具有很高的穩(wěn)定性、較強(qiáng)的光催化能力，無毒無污染等突出的優(yōu)點(diǎn)。但是，二氧化鈦禁帶寬度為3.2電子伏，這就意味著二氧化鈦只能吸收與之匹配的波長小于387納米的入射光子，光吸收僅僅限于紫外光區(qū)，此波段的光能量占照射到地面的太陽光的5％。可見光部分的比例占太陽能的45％，而實(shí)際到達(dá)地表的太陽輻射能量集中于460～500納米波長范圍。因此如何高效地利用自然光進(jìn)行光催化反應(yīng)，開發(fā)能夠被可見光激發(fā)的光催化劑正日益引起人們的興趣。

近年來，更多的研究工作者將研究的重點(diǎn)放在了尋找具有不同晶體形貌的雙相金屬氧化物上，通過拓展光吸收范圍至可見光區(qū)，以開發(fā)新型光催化劑。最近的許多研究發(fā)現(xiàn)，鎢酸鉍(Bi₂WO₆)為層狀結(jié)構(gòu)，含有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)片層，具有介電、發(fā)光、離了導(dǎo)體、催化等特性，廣泛應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域(Ju?Wu，F(xiàn)ang?Duan，et?al，J.Phys.Chem.C?2007，111，12866-12871)。并且，最為關(guān)鍵的是，鎢酸鉍具有可見光光催化性能，可用于在可見光下光解水和降解有機(jī)污染物。(Dekun?Ma，Shaoming?Huang，et?al，J.Phys.Chem.C?2009，113，4369-4374)

李貴生等合成了由鎢酸鉍納米片沿任意方向堆疊而成的微球(Guisheng?Li，Dieqing?Zhang，et?al，Environ.Sci.Technol.2010，44，4276-4281)，但是，組成該微球的納米片完全生長在一起，無法分離開來，并且球心處為實(shí)體結(jié)構(gòu)。然而，沿同一特定方向堆疊的鎢酸鉍納米片未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鎢酸鉍納米片及其制備方法。

本發(fā)明提供一種鎢酸鉍納米片，其特征在于：鎢酸鉍納米片近方形，單片片層厚度為10～100納米，長和寬為1～20微米；多片鎢酸鉍納米片沿同一特定方向堆疊在一起，形成一種多層、方形的有序堆疊體。

本發(fā)明提供一種鎢酸鉍納米片的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將可溶于酸的鉍鹽加入到濃硝酸中，初步攪拌后加入去離子水進(jìn)行溶解稀釋；另外將鎢酸鹽加入到10wt％～28wt％的氨水中攪拌溶解；將溶有鉍鹽的硝酸溶液滴加到溶有鎢酸鹽的氨水溶液中，邊滴加邊攪拌，形成均勻的懸浮液；

(2)然后將懸浮液在高壓反應(yīng)釜中373～473K的溫度下進(jìn)行水熱反應(yīng)處理6～72小時(shí)，停止反應(yīng)后，采用過濾或離心的方法得到將沉淀產(chǎn)物，然后用去離子水洗滌，經(jīng)干燥后得到鎢酸鉍納米片。

步驟(1)中所述的可溶于酸的鉍鹽為無水或帶有結(jié)晶水的硝酸鉍、碳酸氧鉍、氯氧化鉍、三氯化鉍中的一種或其組合。

步驟(1)中所述的濃硝酸質(zhì)量為可溶于酸的鉍鹽質(zhì)量的1～5倍。

5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎢酸鉍納米片的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的去離子水的質(zhì)量是加入的濃硝酸質(zhì)量的1～4倍；去離子水的添加量需保證最終懸浮液中氨物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5wt％以上。

步驟(1)中所述的鎢酸鹽為鎢酸鈉、鎢酸鉀中的一種或其組合。

步驟(1)中所述的鎢酸鹽，鎢元素與鉍元素的物質(zhì)的量之比為1∶1～2。

步驟(1)中所述的溶有鉍鹽的硝酸溶液與溶有鎢酸鹽的氨水溶液體積之比為1∶0.6～10。

通過上述制備方法得到的鎢酸鉍為Bi₂WO₆型，其晶型與標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射卡片(JCPDS：73-1126)相吻合。形貌為為方形的納米片，單片片層厚度在10納米～100納米之間，長和寬在1微米～20微米之間。多片鎢酸鉍納米片沿片層的垂直方向堆疊在一起，形成一種多層、方形的有序堆疊體。該產(chǎn)物在污染治理、環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生醫(yī)療、新能源制備等領(lǐng)域都具有很高的潛在應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明