[發明專利]一種室溫固相化學反應制備鹵氧化鉍納米片的方法

無效

• 申請號: 201410184797.5
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103936070A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 賈殿贈;謝晶;曹亞麗
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 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

技術領域

本發明涉及一種室溫固相化學反應制備鹵氧化鉍納米片的方法。

背景技術

鹵氧化鉍?(BiOX(Cl、Br、I))的晶體結構為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，其晶體結構也可以看作沿c軸方向，Bi₂O₂層和交叉在其中的雙層鹵素原子構成的層狀結構。

BiOX作為一種新型的半導體材料，具有良好的光學、催化性能和獨特的電子結構，因此已被用來作為催化劑、離子導體、鐵電材料、傳感器和顏料等方面。最近5年報導BiOX在降解有機污染物方面具有良好的光催化性能。Zhang?et?al?報導在紫外光照射下BiOCl對甲基橙的降解優于商業的TiO₂?(P25)。重要的是，隨著原子序數的增加，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，三維的分層結構。由于BiOX高度的各向異性層狀結構，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雜，成本高，材料熱穩定性差。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。固相化學合成法不使用溶劑，具有高選擇性、高產率、工藝過程簡單等優點，已經成為合成納米材料的一種重要方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種室溫固相化學反應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，經固相化學反應可以合成出鹵氧化鉍納米片。

本發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、碘化鈉作為反應物，在室溫下通過研磨合成鹵氧化鉍納米片。

本發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。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：以固相化學反應為基礎，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，產品產率高，環境友好，易于實現大批量生產等特點都使本發明具有極為廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發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為本發明第一實施例制備的氯氧化鉍納米片的場發射掃描電子顯微鏡照片。

圖3為本發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為本發明第三實施例制備的溴氧化鉍納米片的場發射掃描電子顯微鏡照片。

圖5為本發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為本發明第五實施例制備的碘氧化鉍納米片的場發射掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明作進一步闡述。這些實施例應理解為僅用于說明本發明而不用于限制本發明的保護范圍。在閱讀了本發明記載的內容之后，基于本發明的原理對本發明所做出的各種改動或修改同樣落入本發明權利要求書所限定的范圍。

實施例一?：

準確稱量0.01?mol?硝酸鉍研細，再加入0.01mol氯化鉀后快速研磨，隨著研磨的進行，混合物變為白色稀糊狀，繼續研磨40?min確保反應的充分進行，產物用水、乙醇洗滌，得到氯氧化鉍納米片。

實施例二?：

準確稱量0.01?mol?硝酸鉍研細，再加入0.01mol氯化鋅后快速研磨，隨著研磨的進行，混合物變為白色稀糊狀，繼續研磨40?min確保反應的充分進行，產物用水、乙醇洗滌，得到氯氧化鉍納米片。

實施例三?：