[發明專利]一種碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111207492.8
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN113860366B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 裴立宅;凌賢長;宇春虎;張勇;樊傳剛
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00;C01F17/224;C01F17/10;G01N27/327;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本發明公開了一種碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線電極材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。所述復合納米線由四方Bi₂O₂CO₃、六方Dy₂O₂CO₃和三斜Bi₂O₃晶相構成；該復合納米線的直徑為20～100nm、長度大于5μm。該電極材料的制備方法是將三氟甲磺酸鏑、鉍酸鈉、十二烷基磺酸鈉與水放入石英玻璃燒瓶內，采用磁力攪拌器攪拌混合均勻，再放置在油浴鍋內，于溫度150?220℃、保溫12?24h，加熱過程中蒸發的水通過回流裝置回流至燒瓶內，冷卻后離心，并用乙醇洗滌。本發明采用一步制備過程，制備過程易于控制，得到的復合納米線作為電極材料，在電化學傳感器領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線電極材料及其制備方法。

背景技術

鉍基和鏑基復合物屬于重要的稀有金屬材料，由于具有大的活性表面積、良好的電子輸運性能、界面性能、電催化特性、化學和熱穩定性，在檢測不同種類的生物分子用電化學傳感器、催化、鋰離子電池、超級電容器等領域具有良好的應用前景。碳酸氧鉍、碳酸氧鏑及氧化鉍作為重要的稀有金屬材料，引起了人們的研究興趣。

國家發明專利“碳酸氧鉍光催化劑的制備方法”(國家發明專利號：ZL201210037356.3)公開了一種納米片狀及微球形貌的碳酸氧鉍，此種碳酸氧鉍所用原料為鉍源(檸檬酸鉍或檸檬酸鉍氨)及可溶性碳酸鹽(碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或碳酸氫鉀)。國家發明專利“一種碳酸氧鉍微米花的制備方法及產品”(國家發明專利號：ZL201410494219.1)報道了以鈦酸四丁酯、硝酸鉍作為原料，加入氫氧化鉀控制溶液pH值制備出了碳酸氧鉍微米花。國家發明專利“氧化鉍/碳酸氧鉍/鉬酸鉍復合光催化材料及其制備方法”(國家發明專利號：ZL201910555108.X)報道了在鉬酸鉍光催化材料的表面通過碳酸鈉協助和焙燒引入碳酸氧鉍和氧化鉍納米片制備出了氧化鉍/碳酸氧鉍/鉬酸鉍復合光催化材料。將碳酸氧鉍與碳酸氧鏑、氧化鉍相復合，形成碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米材料，能夠增加材料中的催化活性位點，可以作為電極材料，測定溶液中的生物分子，在電化學傳感器方面具有良好的應用潛力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線電極材料。

本發明一種碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線電極材料，所述碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線由四方Bi₂O₂CO₃、六方Dy₂O₂CO₃和三斜Bi₂O₃晶相構成；該納米線的直徑為20～100nm、長度大于5μm。

本發明同時提供了上述碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線電極材料的制備方法，具體步驟是：

將三氟甲磺酸鏑、鉍酸鈉、十二烷基磺酸鈉與水放入石英玻璃燒瓶內，在磁力攪拌器攪拌混合均勻后，再放置在油浴鍋內，于溫度150-200℃、保溫12-24h，加熱過程中蒸發的水通過回流裝置回流至燒瓶內，冷卻后離心，并用乙醇洗滌后獲得了碳酸氧鉍/碳酸氧鏑/氧化鉍復合納米線。

所述三氟甲磺酸鏑與鉍酸鈉的摩爾比為1:5；所述十二烷基磺酸鈉的重量占水重量的3～8％；所述三氟甲磺酸鏑、鉍酸鈉的總重量占水重量的1～3％；所述三氟甲磺酸鏑、鉍酸鈉、十二烷基磺酸鈉和水總量占燒瓶的填充度為60～80％。

作為一種優化，所述十二烷基磺酸鈉的重量占水重量的3％；所述三氟甲磺酸鏑、鉍酸鈉的總重量占水重量的1％；所述三氟甲磺酸鏑、鉍酸鈉、十二烷基磺酸鈉和水總量占燒瓶的填充度為60％。

本發明的科學原理如下：