[發(fā)明專利]一種模板法輔助燒結(jié)法制備塊狀Bi2Zr2O7納米晶的方法

有效

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• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN106629844B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 曹麗云;羅藝佳;黃劍鋒;吳建鵬;程婭伊
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種模板法輔助燒結(jié)法制備塊狀Bi₂Zr₂O₇納米晶的方法，將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶液與Zr(NO₃)₄·5H₂O溶液混合，然后加入模板劑，調(diào)節(jié)pH值至7～11，在調(diào)節(jié)過程中不斷有白色沉淀產(chǎn)生，滴畢，攪拌均勻，獲得懸浮液B；將懸浮液B轉(zhuǎn)移至微波水熱罐中，微波反應后，得到白色沉淀，然后熱處理，得到塊狀Bi₂Zr₂O₇納米晶。本發(fā)明中微波水熱條件下，有利于缺陷少、取向性好的晶體生成，且容易獲得晶粒尺寸小、均勻性好的納米材料；反應體系前期從微波水熱過程中獲能也有利于燒結(jié)過程中產(chǎn)物的低溫合成。本發(fā)明制備方法工藝簡單，操作性強，制備成本較低，并且制得的產(chǎn)物呈塊狀形貌，結(jié)晶度高，分散性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種模板法輔助燒結(jié)法制備塊狀Bi₂Zr₂O₇納米晶的方法。

背景技術(shù)

隨著全球工業(yè)化的飛速發(fā)展，全世界面臨著嚴峻的能源危機和環(huán)境污染的挑戰(zhàn)，嚴重威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。Fujishima和Honda在1972年發(fā)現(xiàn)了單晶TiO₂能夠光催化分解水制氫。隨后，科學家們發(fā)現(xiàn)以TiO₂為光催化劑降解污水中的有機污染物也具有很好的性能[H.Zhou,et al.Towards highly efficient photocatalysts usingsemiconductor nanoarchitectures. Energy&Environmental Science,5(2012)6732–6743.]。自此，光催化技術(shù)逐漸得到廣大研究者的關(guān)注。

作為一類重要的功能材料，具有燒綠石型結(jié)構(gòu)的鋯酸鹽在熱障涂層、抗熱腐蝕和光催化等領(lǐng)域具有廣泛而重要的應用。鋯酸鉍(Bi₂Zr₂O₇)作為這種具有燒綠石結(jié)構(gòu)的鋯酸鹽，由于研究發(fā)現(xiàn)其具有合適的禁帶寬度(2.59-2.9eV)，因而鋯酸鉍是具有研究潛力的可見光響應光催化材料。已經(jīng)有文獻對鋯酸鉍這種材料的可見光催化性能進行了研究。

目前，已經(jīng)報道的鋯酸鉍制備方法為沉淀煅燒法。即采取分析純的鉍鹽與鋯鹽作為原料，在液相的條件下，采用合適的沉淀劑制備出前驅(qū)粉體，最后經(jīng)過煅燒制得最終產(chǎn)物的方法。如Vaishali M.Sharma等[Vaishali M.Sharma,Dipankar Saha,et al.Synthesis,structure, characterization and photocatalytic activity of Bi₂Zr₂O₇under solarradiation[J].RSC Advances, (3)2013,18938–18943.]以及Deyong Wu等[D.Wu,T.He,J.Xia,Y.Tan.Preparation and photocatalytic properties of Bi₂Zr₂O₇photocatalyst[J].Material Letters,156(2015):195-197.]均采用沉淀煅燒法制得目標產(chǎn)物。以上方法制備周期較長，合成溫度高，制備產(chǎn)物粒徑較大且團聚現(xiàn)象明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種模板法輔助燒結(jié)法制備塊狀Bi₂Zr₂O₇納米晶的方法，此方法能夠制備出尺寸較小的塊狀Bi₂Zr₂O₇納米晶，且工藝簡單、合成溫度低、周期短、重復性好；由于模板劑的應用有利于產(chǎn)物的定向生長和活性面的暴露，所制備的產(chǎn)物具有較為優(yōu)異的催化性能，具有廣闊的發(fā)展前景。