[发明专利]一种复合纳米材料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种氮化碳‑钨酸铋复合纳米材料的可控合成，本发明方法首先在采取一步水热合成的方法将氮化碳复合进钨酸铋材料中，随后通过高能球磨的方法进一步将钨酸铋与氮化碳‑钨酸铋复合材料进行复合，本发明复合纳米材料为片状结构，由厚度18～24 nm的超薄纳米片相互交错形成，材料比表面积为240～280 m2/g，孔容为0.24～0.30cm3/g，其性能十分优异；另外，本发明具有工艺简单、成本低廉、周期短、环境友好等优点，可以适用于工业化大规模生产，将本发明材料应用于光催化反应，具有十分优异的光催化活性。

主权项

一种复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述复合纳米材料为氮化碳‑钨酸铋复合纳米材料，所述制备方法的具体步骤为：（1）纳米钨酸铋的制备：首先，将一定量的五水硝酸铋溶解于质量浓度为60‑70%的硝酸溶液，得到溶液A，将一定量的钨酸铵溶解于摩尔浓度为4‑5mo1/L的氢氧化钠溶液，得到溶液B；然后将溶液A和溶液B混合搅拌均匀得混合溶液C，将溶液C转移到水热反应釜中，并置于微波反应器中加热至150‑200℃下反应2‑6小时，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤数次，于80‑100℃下干燥12h，得到所述纳米钨酸铋；（2）氮化碳‑钨酸铋复合纳米材料的制备：将6～10g碳氮源和0.2～0.5g模板剂三乙基胺溶解在40～50mL无水乙醇中，并加入步骤（1）制得的纳米钨酸铋2‑6g，之后室温下超声处理1～2h，然后将混合物转移到带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，110～120℃下水热反应8～12h，反应结束后，将产物进行离心分离、洗涤，80～100℃下烘干，最后在450～550℃下氮气气氛中焙烧3～5h，即得所述氮化碳‑钨酸铋复合纳米材料；（3）取步骤（1）的纳米钨酸铋5‑10g和步骤（2）的氮化碳‑钨酸铋复合纳米材料10‑15g，将两者混合后装入球磨罐中，以无水乙醇作为球磨溶剂，氧化锆球进行球磨2‑3小时，然后混合物在400～500℃下氮气气氛中焙烧3～5h即得最终的氮化碳‑钨酸铋复合纳米材料。