[發明專利]一種Bi2O2CO3?Bi(OHC2O4)·2H2O異質結復合材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201510030292.8
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104667878B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 彭銀;俞翩翩;周海燕
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;B01J31/26;C02F1/28;C02F1/30
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及納米復合材料制備方法，具體涉及一種Bi₂O₂CO₃-Bi(OHC₂O₄)·2H₂O異質結，其制備方法及用途。

背景技術

近幾年，隨著人口數量的不斷增加，人類對地球資源的開發利用也與日俱增，從而導致可再生資源緊缺、環境污染(如水污染，大氣污染等)加劇。目前污水處理方法主要有生物處理法、化學氧化法和活性炭吸附法相結合。生物處理法很難適應染料廢水水質千差萬別、染料種類多、毒性高的實際狀況，微生物本身還存在著安全性問題。化學氧化法在染料廢水的處理中容易導致二次污染，運行費用相對偏高，使其廣泛應用受到了較大限制。隨著納米技術的發展，人們發現，光催化技術可以成為解決當前環境污染問題的綠色途徑。這項技術最大的優點在于：(i)對于傳統的能量密集型處理方法，光催化技術更好的利用了太陽能。(ii)傳統的處理方法是將污染物從一種中間體轉換為另一種中間體，然而光催化技術是通過太陽能有效地氧化分解有機物、殺滅病菌和消除異味。(iii)光催化過程可以在各種廢水處理中將大量的有毒化合物徹底的降解。可將有毒的重金屬離子還原為無毒氧化態。(iv)可用于處理液相體系和氣相體系，同時在某種程度上還可以應用于固相體系。(v)反應條件溫和，反應時間可控，不需要化學添加劑，基本無二次污染。基于以上優點，光催化技術擁有著傳統的常規催化技術和吸附技術所無法比擬的優勢，是一種具有廣闊應用前景的綠色環境治理技術。

一維納米結構(如納米線、納米棒、納米管等)能夠提供更高的比表面積，從而可以保證一個高的活性位密度以利于表面反應或吸附。此外，在光生電荷分離和傳遞的結構中，一維納米結構有很高的電荷載流子傳輸速率，載流子可以沿著一維長軸方向自由移動，降低電子和空穴的復合率，減少了由于大量晶界的存在而損失光電子的可能，從而提高材料的光電性能。同時，一維結構在異質結中也可以起到骨架作用，使異質結有較大的比表面積，不僅有利于光催化活性提高，同時也提高了材料的吸附性能。然而，到目前為止，兼具優異的光催化性能和吸附性能于一身的一維納米復合材料的合成仍具有巨大挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Bi₂O₂CO₃-Bi(OHC₂O₄)·2H₂O異質結，其制備方法及用途。所要解決的第一個技術問題是提供一種制備方法。所要解決的第二個技術問題是提供優異的、穩定的、可重復使用的Bi₂O₂CO₃-Bi(OHC₂O₄)·2H₂O異質結光催化劑。所要解決的第三個技術問題是提供高吸附量的、高效的、可重復使用的Bi₂O₂CO₃-Bi(OHC₂O₄)·2H₂O異質結吸附劑。具體技術方案如下：

一種Bi₂O₂CO₃-Bi(OHC₂O₄)·2H₂O異質結的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鉍鹽溶解在水中；

(2)將草酸鈉的水溶液加入到硝酸鋅溶液中；

(3)在一定溫度下反應一定時間；

(4)冷卻；

(5)洗滌并干燥；?

(6)將適量前驅體，表面活性劑和碳酸鹽溶解在一定量的水中；

(7)加入一定量的鉍鹽；

(8)冷卻；

(9)洗滌并干燥，得到Bi₂O₂CO₃-Bi(OHC₂O₄)·2H₂O異質結。

進一步地，步驟(1)中，稱取2-3份鉍鹽加入水完全溶解。

進一步地，步驟(2)中將1-2份草酸鈉的水溶液逐滴加入到硝酸鉍溶液中，混合均勻。

進一步地，步驟(3)中在100-150℃反應30-40小時。

進一步地，步驟(4)和(8)中，反應結束后，自然冷卻至室溫；和/或，步驟(5)和(9)中，產物用蒸餾水，乙醇洗滌，干燥至恒重，得到前驅體。