[發(fā)明專利]一種室溫固相化學(xué)反應(yīng)制備鹵氧化鉍納米片的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410184797.5
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103936070A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈殿贈;謝晶;曹亞麗
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種室溫固相化學(xué)反應(yīng)制備鹵氧化鉍納米片的方法。

背景技術(shù)

鹵氧化鉍?(BiOX(Cl、Br、I))的晶體結(jié)構(gòu)為PbFCl型，對稱性：D_4h，空間群：P4/nmm，屬于四方晶系。Bi³⁺周圍的O^2-和X^-成反四方柱配位，其下一層為正方O^2-層，X^-層和O^2-層交錯45^o，中間夾心Bi³⁺層，其晶體結(jié)構(gòu)也可以看作沿c軸方向，Bi₂O₂層和交叉在其中的雙層鹵素原子構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)。

BiOX作為一種新型的半導(dǎo)體材料，具有良好的光學(xué)、催化性能和獨特的電子結(jié)構(gòu)，因此已被用來作為催化劑、離子導(dǎo)體、鐵電材料、傳感器和顏料等方面。最近5年報導(dǎo)BiOX在降解有機(jī)污染物方面具有良好的光催化性能。Zhang?et?al?報導(dǎo)在紫外光照射下BiOCl對甲基橙的降解優(yōu)于商業(yè)的TiO₂?(P25)。重要的是，隨著原子序數(shù)的增加，BiOX的帶隙逐漸變窄，BiOCl?(3.2eV)，BiOBr?(2.7eV)，BiOI?(1.7eV)，這促使其在全波長范圍內(nèi)具有較好的光催化性能。

納米材料具有大的比表面積和更多的活性位點，會促使光生載流子的分離，從而提高材料光催化活性。因此，最近幾年報道有不同形貌的BiOX納米材料，其中包括一維的納米線、納米棒，二維的納米片，三維的分層結(jié)構(gòu)。由于BiOX高度的各向異性層狀結(jié)構(gòu)，它很容易生長成二維的納米片。

目前，鹵氧化鉍的合成方法主要有采用水熱法、溶劑熱法、溶膠-凝膠法合成，這些方法合成過程復(fù)雜，成本高，材料熱穩(wěn)定性差。因此，選擇一種簡單易行的制備方法，制備鹵氧化鉍具有十分重要的意義。固相化學(xué)合成法不使用溶劑，具有高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過程簡單等優(yōu)點，已經(jīng)成為合成納米材料的一種重要方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種室溫固相化學(xué)反應(yīng)制備鹵氧化鉍納米片的方法，該方法通過使用廉價的原料，采用簡單的操作方法，經(jīng)固相化學(xué)反應(yīng)可以合成出鹵氧化鉍納米片。

本發(fā)明用硝酸鉍分別與氯化鉀、氯化鋅、十六烷基三甲基溴化銨、溴化鉀、碘化鉀、碘化鈉作為反應(yīng)物，在室溫下通過研磨合成鹵氧化鉍納米片。

本發(fā)明所述的鉍鹽為硝酸鉍、硫酸鉍、乙酸鉍中的一種或多種；鹵素源為氯化鉀、氯化鋅、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、溴化鉀、溴化鈉、碘化鉀、碘化鈉中的一種或多種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：以固相化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，采用廉價易得的原料，通過簡單的研磨，可制得鹵氧化鉍納米片。制備方法簡單，產(chǎn)品產(chǎn)率高，環(huán)境友好，易于實現(xiàn)大批量生產(chǎn)等特點都使本發(fā)明具有極為廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例制備的氯氧化鉍的粉末X?射線衍射圖譜。

圖2為本發(fā)明第一實施例制備的氯氧化鉍納米片的場發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。

圖3為本發(fā)明第三實施例制備的溴氧化鉍的粉末X?射線衍射圖譜。

圖4為本發(fā)明第三實施例制備的溴氧化鉍納米片的場發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。

圖5為本發(fā)明第五實施例制備的碘氧化鉍的粉末X?射線衍射圖譜。

圖6為本發(fā)明第五實施例制備的碘氧化鉍納米片的場發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。這些實施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，基于本發(fā)明的原理對本發(fā)明所做出的各種改動或修改同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例一?：

準(zhǔn)確稱量0.01?mol?硝酸鉍研細(xì)，再加入0.01mol氯化鉀后快速研磨，隨著研磨的進(jìn)行，混合物變?yōu)榘咨『隣?，繼續(xù)研磨40?min確保反應(yīng)的充分進(jìn)行，產(chǎn)物用水、乙醇洗滌，得到氯氧化鉍納米片。

實施例二?：

準(zhǔn)確稱量0.01?mol?硝酸鉍研細(xì)，再加入0.01mol氯化鋅后快速研磨，隨著研磨的進(jìn)行，混合物變?yōu)榘咨『隣?，繼續(xù)研磨40?min確保反應(yīng)的充分進(jìn)行，產(chǎn)物用水、乙醇洗滌，得到氯氧化鉍納米片。

實施例三?：