[發明專利]一種Bi2

有效

• 申請號: 202110338719.6
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113000054B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 黃勇潮;張思琪;邱偉濤
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B01J27/057
• 分類號: B01J27/057;C03C17/22;C23C18/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開了一種Bi₂O₂Se材料的制備方法，屬于催化劑制備技術領域。本發明所述Bi₂O₂Se材料的制備方法，包括如下步驟：(1)將螯合劑和鉍鹽溶于水，添加堿調節pH，形成溶液A；(2)將硒添加入亞硫酸鹽溶液中加熱反應后，稀釋后，添加堿調節pH形成溶液B；(3)將溶液A與稀釋后的溶液B混合形成的混合溶液，將鹵氧化鉍浸入混合溶液中加熱反應；(4)將步驟(3)加熱反應后的材料，在400?500℃下煅燒5?10min，形成所述Bi₂O₂Se材料。本發明所述Bi₂O₂Se材料的制備方法簡單，成本較低，有利于工業化生產。同時采用模板置換的方法和高溫煅燒的方法結合獲得的所述片狀Bi₂O₂Se薄膜材料具有良好的光電催化性能。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種Bi₂O₂Se材料的制備方法。

背景技術

隨著社會的快速發展，人口的激增，導致的環境污染和能源匱乏的問題引起了廣泛的關注，為了解決這個問題，一方面是尋找可替代的清潔能源；另一方面，對于已有或者現目前還不能避免的環境污染問題，要采取一定的政策或者技術來減小這種問題，比如在生活和工業生產過程中所產生的有機物，可以通過光催化技術將其轉化為CO₂和H₂O，這其中半導體光催化技術在近些年來，已經得到了廣泛的研究和應用。

在半導體材料中，鉍基化合物因具有特殊的層狀結構和適當大小的禁帶寬度，在光催化領域一直有著重要的地位，這其中二維的Bi₂O₂Se表現出很強的自旋軌道相互作用，同時在2K時保持約28900cm2 V-1s-1的高遷移率，并且有能隙適中(～0.8eV)，這些都是它成為良好的光催化材料的條件；Bi₂O₂Se的Bi-O 層和傳統鈣鈦礦氧化物有匹配的晶體結構，可以與超導、鐵磁、鐵電等多種功能氧化物形成異質結構，表現出豐富的物理性質；Bi₂O₂Se半導體具有非電中性層狀晶體結構，可以看成帶正電的[Bi₂O₂]n²ⁿ⁺層與帶負電的[Se]n^2n-層在c軸上交替堆疊，層間為弱的靜電相互作用，這也導致層狀Bi₂O₂Se材料的解離不同于傳統中性層狀材料(解離常發生在范德華間隙)。

CN110184654B公開了一種Bi₂O₂Se的制備方法，該方法的具體步驟如下：以Bi₂O₃、Bi和Se粉末作為原料，在真空狀態進行反應，反應結束后得到Bi₂O₂Se 晶體，該方法所需原料簡單，但反應需要在高溫下進行，耗費了大量的能源，且反應時間過長，如果想投產使用，就會產生很大的成本，不利于產品的工業化。

CN110438567A公開了一種硒氧化鉍單晶薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：以Bi、Se、Bi₂O₃作為原料，一立方或四方晶形作為襯底，采用固相法燒結 Bi₂O₂Se多晶靶材，最后在襯底表面外延生長半導體Bi₂O₂Se單晶薄膜。該方法制備得到的Bi₂O₂Se晶體材料尺寸較大，但制備過程復雜，需要控制的條件較多，容易影響晶體的純度。