[發(fā)明專利]一種超薄BiOCl納米片，制備方法及其用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510019624.2
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104588045A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭銀;王丹
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽師范大學(xué)
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;C01G29/00;B82Y40/00;B82Y30/00;C02F1/30
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 張巧嬋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超薄BiOCl納米片，制備方法及其用途。

背景技術(shù)

光催化技術(shù)可通過半導(dǎo)體材料直接將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能與電能，并能夠?qū)Νh(huán)境中有毒有害有機污染物實現(xiàn)完全礦化降解，被認為是目前解決人類社會能源和環(huán)境問題最具有潛力的技術(shù)方案之一。近些年，國內(nèi)外學(xué)者研發(fā)了諸多新型光催化材料，其中，層狀化合物中典型代表鹵氧秘系BiOX(X＝Cl，Br，I)光催化材料，尤其層狀結(jié)構(gòu)的BiOCl具有充足的空間來極化原子和原子軌道，促使誘導(dǎo)偶極矩能夠有效地分離電子與空穴，從而提高光催化性能，致使BiOCl具有良好的光催化活性和穩(wěn)定性，從而引起光催化領(lǐng)域國內(nèi)外科學(xué)家的極大關(guān)注。目前微納米BiOCl光催化材枓的主要制備方法有：水解法、溶劑熱法、醇熱法、反相微乳法等。但是要所制備的粒子尺寸控制在幾納米或幾十納米還是非常困難的。催化材料的結(jié)構(gòu)形貌、比表面積、晶面活性等因素對其光譜響應(yīng)范圍和光生載流子的分離效率存在一定關(guān)聯(lián)性。有效調(diào)控BiOCl光催化材料的形貌、尺寸、微結(jié)構(gòu)和大比例暴露活性面，可極大地提高BiOCl的光催化活性。但本領(lǐng)域還沒有BiOCl納米片的成熟制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡單、有效的可控制備超薄BiOCl納米片的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種超薄BiOCl納米片的光催化應(yīng)用，具體技術(shù)方案如下：

一種超薄BiOCl納米片的制備方法，包括如下步驟：

(1)將Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂C₂O₄分別溶于水中；

(2)將Na₂C₂O₄溶液加入到Bi(NO₃)₃溶液中并攪拌；

(3)將得到的混合溶液進行反應(yīng)；

(4)冷卻；

(5)干燥；

(6)煅燒；

(7)取Bi₂O₃溶解在HCl溶液中；

(8)將得到的混合溶液進行反應(yīng)；

(9)冷卻；

(10)干燥得到超薄BiOCl納米片。

進一步地，步驟(1)中，將1～5g?Bi(NO₃)₃·5H₂O和1～5g?Na₂C₂O₄分別溶于10-30mL蒸餾水中并超聲。

進一步地，步驟(3)中，得到的混合溶液轉(zhuǎn)移聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在100-150℃下反應(yīng)20-60h。

進一步地，步驟(4)和/或(9)中，自然冷卻至室溫。

進一步地，步驟(5)和/或(10)中，用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌數(shù)次后60℃干燥6h。

進一步地，步驟(6)中，得到的樣品在空氣中300-600℃煅燒2h得到Bi₂O₃。

進一步地，步驟(7)中，取0～0.5g?Bi₂O₃溶解在10-40ml?4～16mmol/L的HCl溶液中超聲3-10min、攪拌1h。

進一步地，步驟(8)中，得到的混合溶液轉(zhuǎn)移聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在130-200℃下反應(yīng)10-20h。

一種超薄BiOCl納米片，采用上述的方法制備得到。

上述超薄BiOCl納米片的用途，用于對羅丹明(RhB)染料進行光催化降解。

與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的制備方法簡單，而且能夠通過控制HCl的量來調(diào)控納米粒子的尺寸范圍，從而調(diào)制納米粒子的活性暴露面及比表面積。采用本發(fā)明方法制備的BiOCl超薄納米片，在模擬太陽光或可見光照射下，對羅丹明(RhB)染料具有非常好的光催化降解效果。

附圖說明

圖1為：(a)Bi₂O₃、(f)BiOCl的標(biāo)準(zhǔn)卡片圖，(b)Bi₂O₃、(c)S1、(d)S2、(e)S3的XRD圖；

圖2(A)為Bi2O3的SEM圖；

圖2(B)為S1的SEM圖；

圖2(C)為S2的SEM圖；

圖2(D)為S3的SEM圖；