[發明專利]一種機械球磨熱處理兩步法合成三氧化二鉍-碳酸氧鉍-活性炭納米復合物的方法

有效

• 申請號: 201810049860.2
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108187711B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 張茂林;葛金龍;劉偉;王傳虎;高燕
• 申請（專利權）人: 蚌埠學院
• 主分類號: B01J27/232
• 分類號: B01J27/232;B01J37/08;B01J37/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發明公開了一種機械球磨熱處理兩步法合成三氧化二鉍?碳酸氧鉍?活性炭納米復合物的方法，其是將固相原料二水合鉍酸鈉、活性炭及冰醋酸混合后，進行機械球磨，通過原位界面反應獲得Bi₂O₂CO₃?AC粉末中間體，對Bi₂O₂CO₃?AC粉末中間體進行熱處理，即制得目標產物Bi₂O₃?Bi₂O₂CO₃?AC納米復合物。本發明采用固體混合，原料室溫球磨固相反應和熱處理兩步法，制備過程簡單，易于控制并能大量減少產物粒子的團聚；避免另外添加氧化還原劑、模板劑和溶劑，提高了產物純度，符合材料綠色化合成的要求，也適合于大規模生產。

技術領域

本發明屬于納米材料及其制備領域，特別涉及一種Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃-AC納米復合物的制備方法。

背景技術

近年來，鉍系化合物半導體作為一類新型的半導體材料，由于其獨特的層狀結構與其優異的物理和化學性能得到了非常廣泛的研究。因此，鉍系化合物半導體的應用非常廣泛，例如太陽能電池、傳感器、介電材料、非線性光學材料及光催化材料等。碳酸氧鉍作為具有Aurivillius型氧化物結構的鉍系化合物半導體中的代表之一，擁有一種典型的“sillén”結構，即(Bi₂O₂)²⁺原子層、(CO₃)^2-原子層交替排列的層狀結構。鉍氧原子層與碳氧原子層之間存在的較強內建電場，能夠有效地促進光生電子-空穴對的轉移與分離，因而表現出了良好的光催化性能。碳酸氧鉍光催化劑盡管表現出很好的光催化性能，但其禁帶寬度仍然比較大，為了拓寬其光吸收范圍，使其成為可見光響應光催化劑，有必要對其進行改性，將碳酸氧鉍與窄帶隙半導體進行復合將是一種有效的改性方法。眾所周知，Bi₂O₃是一種重要的氧化物半導體功能材料，其具有較低的帶隙能，可以被可見光激發，并且Bi₂O₃的能帶結構與碳酸氧鉍匹配，可以預見Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃納米復合物將具有優越的可見光光催化性能。同時，眾所周知，活性炭(AC)具有非常大的比表面積，具有優秀的吸附性能，當活性炭和Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃納米復合物進行復合，由于活性炭和Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃之間的協同效應，將保證Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃-AC納米復合物具有優秀的吸附和光催化的雙重性能，將會增強Bi₂O₃-Bi₂O₂CO₃-AC納米復合物的光催化效率，使其在太陽能光催化降解環境污染物方面，特別在低濃度有機污染物光催化降解方面，將是一種很有應用潛力的復合光催化材料。