[发明专利]一种碳酸氧铋-氧化石墨烯纳米复合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳酸氧铋‑氧化石墨烯纳米复合物的制备方法，其是将固相原料二水合铋酸钠、二水合草酸和氧化石墨烯纳米片混合后，进行球磨固相反应，所得产物经洗涤、离心分离并干燥，即获得目标产物Bi₂O₂CO₃‑GO纳米复合物。本发明采用固体混合，原料室温球磨固相反应，制备过程简单，易于控制并能大量减少产物粒子的团聚；避免另外添加氧化还原剂、模板剂和溶剂，提高了产物纯度，符合材料绿色化合成的要求，也适合于大规模生产。

技术领域

本发明属于纳米材料及其制备领域，具体涉及一种Bi₂O₂CO₃-GO纳米复合物的制备方法。

背景技术

人类社会和经济可持续发展日益面临能源短缺和环境恶化两大问题，解决能源短缺和环境污染问题是实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。

从20世纪70年代末期，人们就提出了利用光催化剂降解水中和大气中的有毒有害有机物。光催化反应的原理是光催化剂在吸收了高于其带隙能量的光子后，生成了空穴和电子，这些空穴和电子分别进行氧化反应和还原反应，达到降解有毒有害化学物质以及杀灭细菌的目的。近年来铋系光催化剂由于电子结构独特、可见光吸收能力强以及降解活性高逐渐成为新型光催化剂的研究热点之一，其中Bi₂O₂CO₃作为一种典型的Aurivillius型氧化物，它具有独特的层状结构、良好的光催化活性、可循环再利用和无毒无害等优点，在修复环境和光降解有机物方面应用前景一片光明，被人们持续关注。

目前，Bi₂O₂CO₃的制备方法主要是液相方法。比如，H.Hiang等人采用表面活性剂协助的水热方法制备了碳酸氧铋纳米片(Materials Science in SemiconductorProcessing,2013,16(6):1650-1654)；阮毛毛等人采用水为溶剂、Bi(NO₃)₃·5H₂O为Bi源、二水合柠檬酸三钠(TCD)为配体构筑了前驱配合物Bi-TCD，通过配合物分解实现了由纳米片自组装的碳酸氧铋微米绒球的绿色可控合成(物理化学学报，2017，33(5):1033-1042)；Y.Liu等人采用水热和溶热方法制备了碳酸氧铋纳米片(Applied Surface Science，2010，257(1):172-175)；Y.Zheng等人以硝酸铋和柠檬酸为原料，通过水热反应制备出纳米级碳酸氧铋(Journal of Molecular Catalysis A，2010,317,34)；马琳等人公开了以乙二醇-水混合溶剂热方法合成碳酸氧铋花状微球的方法(发明专利，CN 103708551A)；栗海峰等人公开了以硝酸铋和尿素为原料，在压强为3MPa以上，100～200℃条件下反应1～4小时，制备纳微米板片碳酸氧铋材料(发明专利，CN 102275987 A)。