[發(fā)明專利]BiVO4納米線的水熱法制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710042462.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106745249B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦冬冬;耿園園;段世芳;李洋;王秋紅;賀彩花;權(quán)晶晶
• 申請（專利權(quán)）人: 西北師范大學(xué)
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00;B82Y30/00;B82Y40/00;B01J23/22
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 郭海

本發(fā)明公開了一種BiVO₄納米線的水熱法制備工藝，屬于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。通過先在FTO玻璃上進行BiVO₄種子液的旋涂和煅燒得到BiVO₄種子層，然后用水熱法在反應(yīng)釜中制備BiVO₄納米線，最后將制得的BiVO₄納米線置于管式爐中高溫退火即可。本發(fā)明制備過程簡單、易操作，整個制備過程無需價格高昂的設(shè)備，成本低廉，制得的BiVO₄納米線具有良好的晶型，光催化活性高；制備過程在反應(yīng)釜中進行，便于FTO玻璃的取放，不會對樣品造成損傷，且反應(yīng)釜中溫度可以達到很高，能夠探究反應(yīng)溫度大于100℃時對BiVO₄納米線生長的影響；本發(fā)明整個制備過程無有毒、有害物質(zhì)的產(chǎn)生，不會對環(huán)境造成污染、也不會危害人體健康，安全、環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種BiVO₄納米線的水熱法制備工藝。

背景技術(shù)

目前，環(huán)境污染和能源短缺是人們面臨的重大挑戰(zhàn)，也是我國實施發(fā)展戰(zhàn)略優(yōu)先解決的問題，因此，發(fā)展綠色低碳環(huán)保科技的重要性日漸凸顯。近年來，光催化作為一種綠色低碳技術(shù)迅速發(fā)展起來，它可以直接利用太陽光催化降解水和空氣中的有機污染物，可以將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，并加以利用。因此，在環(huán)境污染的治理和新能源的開發(fā)方面，光催化技術(shù)具有重大的潛力。

已報道的新型光催化材料中，釩酸鉍是（BiVO₄）一種極具潛力的光催化劑，其帶隙較窄，約為2.4eV，且制備簡單、穩(wěn)定性高、無毒，在可見光催化研究領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。目前，BiVO₄納米線的制備多采用回流法，如Jinzhan Su等人提供了一種采用回流法制備釩酸鉍納米線的方法，將旋涂有種子層的FTO放入錐形瓶中，正面朝上，浸入BiVO₄溶液中，隨后將錐形瓶放置在溫度可控的水浴中，連接一個冷凝管作為回流裝置，再將BiVO₄溶液在不同溫度下攪拌回流6h，隨后將涂有種子層的FTO從溶液中取出，用去離子水沖洗，之后用氮氣吹干，再將樣品擱置在管式爐的中間，在空氣中以2℃/min的速率升溫至500℃，保持30 min得到了BiVO₄納米線(Jinzhan Su, Liejin Guo, Sorachon Yoriya, and CraigA. Grimes. Aqueous Growth of Pyramidal-Shaped BiVO₄ Nanowire Arrays andStructural Characterization: Application to Photoelectrochemical WaterSplitting. Cryst. Growth Des., 2010, 10(2): 856-861)。但上述方法存在以下缺點：1、制備裝置復(fù)雜，過程繁瑣，成本高；2、制備過程在錐形瓶中進行，F(xiàn)TO的取放不方便，容易破壞樣品；3、水浴加熱的最高溫度只能達到100℃，無法考量更高溫度對BiVO₄納米線生長的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備裝置及過程簡單、成本低廉的BiVO₄納米線的水熱法制備工藝，以得到形貌良好、光催化活性高的BiVO₄納米線。

本發(fā)明的目的是通過如下方式實現(xiàn)的：先在FTO玻璃上進行BiVO₄種子液的旋涂和煅燒得到BiVO₄種子層，然后用水熱法在反應(yīng)釜中制備BiVO₄納米線，最后將制得的BiVO₄納米線置于管式爐中高溫退火即可。具體包括以下步驟：

（1）BiVO₄種子液的配制