CN107416899B - 一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米线α‑Bi2O3粉末材料的制备方法，具体步骤为：将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6h，自然冷却后研磨得到黄色α‑Bi2O3粉末材料；将CTAB置于反应容器中，加入去离子水，在磁力搅拌的条件下搅拌15min得到摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液；将黄色α‑Bi2O3粉末材料置于CTAB溶液中，在磁力搅拌和超声后，反复冲洗沉淀至中性，再将沉淀置于干燥箱中干燥得到目标产物纳米线α‑Bi2O3粉末材料。本发明制备过程简单可行，合成周期较短，制得的纳米线α‑Bi2O3粉末材料对有机污染物的降解率远大于黄色α‑Bi2O3粉末材料，在光电材料方面具有潜在的应用价值。

Description

一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法
技术领域
本发明属于光电材料的合成技术领域，具体涉及一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法。
背景技术
我国铋资源丰富，近年来，年产量可达6000多吨，应用十分广泛。α-Bi2O3作为铋源深加工后的一种产物，是一种先进的功能材料，在陶瓷材料、电解质材料、铁电材料、光催化材料、光电材料和传感器等方面都有重要应用，越来越多的人开始关注α-Bi2O3。已经报道的α-Bi2O3的吸收波长为450-470nm，外观颜色为黄色，光催化活性响度较低。本发明设计了一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，有效提高了α-Bi2O3的光催化活性。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种合成工艺简单、周期较短且产品光催化活性较好的纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）黄色α-Bi2O3粉末材料的制备，将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6h，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；
（2）CTAB溶液的制备，将CTAB置于反应容器中，加入去离子水，在磁力搅拌的条件下搅拌15min得到摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液；
（3）纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备，将步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于步骤（2）得到的CTAB溶液中，在磁力搅拌和超声后，反复冲洗沉淀至中性，再将沉淀置于干燥箱中干燥得到目标产物纳米线α-Bi2O3粉末材料。
进一步优选，步骤（2）和步骤（3）中的磁力搅拌速率均为700n/min以上。
进一步优选，步骤（3）中黄色α-Bi2O3粉末材料与CTAB溶液的比例为0.35-0.5g:50mL。
进一步优选，步骤（3）中冲洗沉淀的过程为先用水冲洗，再用无水乙醇冲洗。
进一步优选，步骤（3）中的干燥条件为低于100℃的温度干燥2h以上。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明制备过程简单可行，合成周期较短，制得的纳米线α-Bi2O3粉末材料对有机污染物的降解率远大于黄色α-Bi2O3粉末材料，在光电材料方面具有潜在的应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的黄色α-Bi2O3粉末材料和纳米线α-Bi2O3粉末材料光催化降解罗丹明B浓度随时间变化曲线；
图2是本发明实施例1制得的黄色α-Bi2O3粉末材料和纳米线α-Bi2O3粉末材料的X射线衍射图谱；
图3是本发明实施例1制得的黄色α-Bi2O3粉末材料的扫描电镜图；
图4是本发明实施例1制得的纳米线α-Bi2O3粉末材料的扫描电镜图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
将2g五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6h，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；将CTAB置于反应容器中，加入去离子水，在磁力搅拌的条件下搅拌15min得到摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液；将0.5g黄色α-Bi2O3粉末材料置于50mL摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液中，用磁力搅拌器搅拌1h和超声仪超声1h后，先用水冲洗沉淀3次后用无水乙醇冲洗沉淀3次，然后将沉淀置于干燥箱中于80℃干燥150min得到目标产物纳米线α-Bi2O3粉末材料。
实施例2
将2g五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6h，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；将CTAB置于反应容器中，加入去离子水，在磁力搅拌的条件下搅拌15min得到摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液；将0.4g黄色α-Bi2O3粉末材料置于50mL摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液中，用磁力搅拌器搅拌2h和超声仪超声1h后，先用水冲洗沉淀2次后用无水乙醇冲洗沉淀3次，然后将沉淀置于干燥箱中于70℃干燥180min得到目标产物纳米线α-Bi2O3粉末材料。
实施例3
将2g五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6h，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；将CTAB置于反应容器中，加入去离子水，在磁力搅拌的条件下搅拌15min得到摩尔浓度过为0.1mol/L的CTAB溶液；将0.35g黄色α-Bi2O3粉末材料置于摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液中，用磁力搅拌器搅拌1h和超声仪超声1h后，先用水冲洗沉淀3次后用无水乙醇冲洗沉淀3次，然后将沉淀置于干燥箱中于100℃干燥120min得到目标产物纳米线α-Bi2O3粉末材料。
本发明采用新型的制备工艺将黄色α-Bi2O3粉末材料加入到CTAB溶液中，在CTAB作用下，在搅拌和超声过程中产生纳米线，样品形貌由片状变为纳米线，最终制得纳米线α-Bi2O3粉末材料，用此方法制备的纳米线α-Bi2O3粉末材料过程简单，原料价格低廉，适于大规模生产使用。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (5)

1.一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）黄色α-Bi2O3粉末材料的制备，将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6h，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；
（2）CTAB溶液的制备，将CTAB置于反应容器中，加入去离子水，在磁力搅拌的条件下搅拌15min得到摩尔浓度为0.1mol/L的CTAB溶液；
（3）纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备，将步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于步骤（2）得到的CTAB溶液中，在磁力搅拌和超声后，反复冲洗沉淀至中性，再将沉淀置于干燥箱中干燥得到目标产物纳米线α-Bi2O3粉末材料。
2.根据权利要求1所述的纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）中的磁力搅拌速率均为700n/min以上。
3.根据权利要求1所述的纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中黄色α-Bi2O3粉末材料与CTAB溶液的比例为0.35-0.5g:50mL。
4.根据权利要求1所述的纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中冲洗沉淀的过程为先用水冲洗，再用无水乙醇冲洗。
5.根据权利要求1所述的纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中的干燥条件为低于100℃的温度干燥2h以上。
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