[发明专利]一种具有强可见光吸收能力的贝塔氧化铋的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有强可见光吸收能力的贝塔氧化铋的制备方法。目前氧化铋在关催化应用中存在着问题，如氧化铋的光吸收能力不强，导致光催化活性较低，其光催化活性难以达到满足实际需求。本发明制备方法步骤如下：分别将含有硝酸铋、硝酸和柠檬酸的溶液与含有柠檬酸和偏铝酸钠的溶液混合，通过调节pH值、水浴、烘干、研磨、洗涤、空气气氛煅烧、N₂气氛下热处理后得到具有强可见光吸收能力的贝塔氧化铋粉末。本发明制备工艺简单、产品可见光吸收能力强。

技术领域

本发明涉及一种具有强可见光吸收能力的贝塔氧化铋的制备方法，应用于环境净化领域。

背景技术

随着环境污染问题愈发严重，光催化技术由于其经济、环保等特点在空气净化、处理污水、杀菌等领域备受关注。氧化铋近年来逐渐成为新型光催化剂开发领域的一个研究热点，然而其光催化活性低，光吸收能力弱。Jiang等为主要原料合成了β-Bi₂O₃(J. Mater.Chem. A,2015, 3,5119)，专利CN104826623B中公开了一种氧化铋光催化剂及其制备方法和应用，得到了纳米花状β-氧化铋可见光催化剂。上述文献和专利都成功运用水热法制备出β-氧化铋纳米材料。目前β-Bi₂O₃在光催化领域内存在着问题，如可见光吸收能力不强，导致其光催化活性较低，而较低的光催化活性难以达到满足实际需求。如何制备出可见光响应能力强的β-Bi₂O₃尚未见诸报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有强可见光吸收能力的贝塔氧化铋的制备方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种具有强可见光吸收能力的贝塔氧化铋的制备方法，制备方法步骤如下：

步骤1，在常温下，通过玻璃容器将5.145克的Bi(NO₃)₃•5H₂O溶解在浓度为1～4mol/L的HNO₃溶液中，然后再加入浓度为0.2～1 mol/L柠檬酸形成混合容液，在溶解过程中磁力搅拌，待上述化学物质完全溶解后，继续搅拌30～60min，然后用浓度为1～4 mol/L的NaOH溶液调节pH值，NaOH溶液的滴加速度控制在0.5～2mL/min，通过逐步测试pH值直到混合溶液的pH＝7。

步骤2，在常温下，通过玻璃容器将2mmol的柠檬酸和2mmol 的Na[Al(OH)₄]加入到去离子水中，使其配制浓度为0.2～1 mol/L，同时磁力搅拌，待混合溶液完全溶解后，继续搅拌30～60min，生成溶液B。

步骤3，在常温下，通过新的玻璃容器将所述的溶液A滴入到所述的溶液B中，再用浓度为1～4 mol/L的NaOH溶液调整溶液的pH值，NaOH溶液的滴加速度控制在0.5～2mL/min，通过逐步测试pH值直到溶液的pH＝7，然后继续搅拌30～60min，得到溶液C。

步骤4，在70～100ºC的加热温度下，将溶液C水浴4～15h，在水浴过程中采用电动搅拌器搅拌，转速控制为30～90rpm，得到前驱体D。

步骤5，在120～160ºC加热温度下，烘干前驱体D，烘干时间控制为6～12h，研磨后得到前驱体E。

步骤6，在常温下，将前驱体E用去离子水反复清洗3～5次，去除前驱体E中的Na⁺和Al³⁺离子，然后在60～120°C加热温度下，烘干12～24h得到前驱体F。

步骤7，在空气气氛中，将前驱体F在315～370°C下煅烧2～7h，得到β-Bi₂O₃粉末。