CN105366720A - 一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法，该方法使用廉价的原料，采用简单的操作过程，在室温条件下经固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片。本发明用固体金属铋盐和固体碱性碳酸盐作为反应物，在室温下通过固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片。本发明以固相化学反应为基础，采用廉价易得的原料，在室温下发生化学反应，可制得碳酸氧铋纳米片。制备方法简单，产品产率高，环境友好，易于实现大批量生产等特点都使本发明具有极为广阔的应用前景。

Description

一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法
技术领域
本发明涉及一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法。
背景技术
碳酸氧铋（Bi2O2CO3）具有正交晶体结构，晶胞参数分别为a=3.865，b=3.865，c=13.675 Å，属于Imm2空间群。它具有典型的“sillen”结构，是一种类似于Aurivillius型氧化物的层状结构，层状结构中的[Bi2O2]2+和[CO3]2-是交替排列的。并且其晶体结构中Bi-O形成的多面体都呈现出很大程度上的扭曲变形，这也使得Bi-O键相对活跃且处于不稳定的状态，在功能材料领域有着广阔的应用前景。
纳米Bi2O2CO3做为一种新型半导体光催化材料，由于具有层状结构和适宜的禁带宽度(3.20 eV)，因而表现出良好的光催化活性。它具有较强的紫外光吸收能力，比P25有更高的光催化降解能力。目前，已经成功制备出了海绵状、花状、片状和球状的纳米碳酸氧铋，它们在紫外光和可见光下去除NO、降解有机污染物和光催化氧化和还原等方面均表现出了较高的光催化活性和优异的性能，具有极大的应用潜力和广阔的应用前景。但是，目前对碳酸氧秘(Bi2O2CO3)光催化剂的研究还处于初期阶段，有不少研究者将其进行改性处理，从而也进一步推进了Bi2O2CO3研究的进步。
目前，纳米碳酸氧铋的合成方法主要有水热法和溶剂热法。这两种方法合成过程复杂，成本高、材料热稳定性差、反应温度高和时间长。因此，选择一种简单易行且快速的方法制备纳米碳酸氧铋具有十分重要的意义。低热固相化学反应合成纳米材料的方法不使用溶剂、具有高选择性、高产率和工艺过程简单等优点，已经成为合成无机纳米材料的一种重要方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法。该方法通过使用廉价的原料，采用简单的操作过程，在室温条件下经固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片。
本发明用固体金属铋盐和固体碱性碳酸盐作为反应物，在室温条件下通过固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片。
本发明所述的固体金属铋盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋、醋酸铋中的一种或多种；固体碱性碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢钾中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：以固相化学反应为基础，采用廉价易得的原料，在室温下发生化学反应，制得碳酸氧铋纳米片。制备方法简单，产品产率高，环境友好，易于实现大批量生产等特点都使本发明具有极为广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明第一实施例制备的碳酸氧铋的粉末X 射线衍射图谱。
图2为本发明第一实施例制备的碳酸氧铋纳米片的场发射扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步阐述。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，基于本发明的原理对本发明所做出的各种改动或修改同样落入本发明权利要求书所限定的范围。
实施例一：
准确称量0.005 mol 硝酸铋研细，再加入0.015 mol碳酸氢钠后快速研磨，随着研磨的进行，混合物由白色的粘稠状变成白色细粉状，继续研磨40 min以确保反应的充分进行，产物用水和乙醇洗涤并抽滤，最后在室温空气中干燥1小时，得到碳酸氧铋纳米片。
实施例二：
准确称量0.005 mol 硝酸铋研细，再加入0.015 mol碳酸铵后快速研磨，随着研磨的进行，混合物由白色的粘稠状变成白色细粉状，继续研磨40 min以确保反应的充分进行，产物用水和乙醇洗涤并抽滤，最后在室温空气中干燥1小时，得到碳酸氧铋纳米片。
实施例三：
准确称量0.005 mol 硝酸铋研细，再加入0.015 mol碳酸氢钾后快速研磨，随着研磨的进行，混合物由白色的粘稠状变成白色细粉状，继续研磨40 min以确保反应的充分进行，产物用水和乙醇洗涤并抽滤，最后在室温空气中干燥1小时，得到碳酸氧铋纳米片。

Claims (4)

1.一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法是将固体金属铋盐和固体碱性碳酸盐在室温条件下混合并发生固相化学反应，经洗涤、抽滤和干燥来制得碳酸氧铋纳米片。
2.按照权利要求1所述的一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法，其特征在于：固体金属铋盐和固体碱性碳酸盐的摩尔比为1:3，混合方式为研磨，产物用水和乙醇洗涤并抽滤，最后在室温空气中干燥1小时。
3.按照权利要求1所述的一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法，其特征在于：所使用的固体金属铋盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋、醋酸铋中的一种或多种。
4.按照权利要求1所述的一种室温固相化学反应合成碳酸氧铋纳米片的方法，其特征在于：所使用的固体碱性碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢钾中的一种或多种。
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