[发明专利]一种Bi2

说明书

本发明公开了一种Bi₂O₂Se材料的制备方法，属于催化剂制备技术领域。本发明所述Bi₂O₂Se材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将螯合剂和铋盐溶于水，添加碱调节pH，形成溶液A；(2)将硒添加入亚硫酸盐溶液中加热反应后，稀释后，添加碱调节pH形成溶液B；(3)将溶液A与稀释后的溶液B混合形成的混合溶液，将卤氧化铋浸入混合溶液中加热反应；(4)将步骤(3)加热反应后的材料，在400‑500℃下煅烧5‑10min，形成所述Bi₂O₂Se材料。本发明所述Bi₂O₂Se材料的制备方法简单，成本较低，有利于工业化生产。同时采用模板置换的方法和高温煅烧的方法结合获得的所述片状Bi₂O₂Se薄膜材料具有良好的光电催化性能。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种Bi₂O₂Se材料的制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展，人口的激增，导致的环境污染和能源匮乏的问题引起了广泛的关注，为了解决这个问题，一方面是寻找可替代的清洁能源；另一方面，对于已有或者现目前还不能避免的环境污染问题，要采取一定的政策或者技术来减小这种问题，比如在生活和工业生产过程中所产生的有机物，可以通过光催化技术将其转化为CO₂和H₂O，这其中半导体光催化技术在近些年来，已经得到了广泛的研究和应用。

在半导体材料中，铋基化合物因具有特殊的层状结构和适当大小的禁带宽度，在光催化领域一直有着重要的地位，这其中二维的Bi₂O₂Se表现出很强的自旋轨道相互作用，同时在2K时保持约28900cm2 V-1s-1的高迁移率，并且有能隙适中(～0.8eV)，这些都是它成为良好的光催化材料的条件；Bi₂O₂Se的Bi-O 层和传统钙钛矿氧化物有匹配的晶体结构，可以与超导、铁磁、铁电等多种功能氧化物形成异质结构，表现出丰富的物理性质；Bi₂O₂Se半导体具有非电中性层状晶体结构，可以看成带正电的[Bi₂O₂]n²ⁿ⁺层与带负电的[Se]n^2n-层在c轴上交替堆叠，层间为弱的静电相互作用，这也导致层状Bi₂O₂Se材料的解离不同于传统中性层状材料(解离常发生在范德华间隙)。

CN110184654B公开了一种Bi₂O₂Se的制备方法，该方法的具体步骤如下：以Bi₂O₃、Bi和Se粉末作为原料，在真空状态进行反应，反应结束后得到Bi₂O₂Se 晶体，该方法所需原料简单，但反应需要在高温下进行，耗费了大量的能源，且反应时间过长，如果想投产使用，就会产生很大的成本，不利于产品的工业化。

CN110438567A公开了一种硒氧化铋单晶薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：以Bi、Se、Bi₂O₃作为原料，一立方或四方晶形作为衬底，采用固相法烧结 Bi₂O₂Se多晶靶材，最后在衬底表面外延生长半导体Bi₂O₂Se单晶薄膜。该方法制备得到的Bi₂O₂Se晶体材料尺寸较大，但制备过程复杂，需要控制的条件较多，容易影响晶体的纯度。