CN117116662A - 一种纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种纸基氧化铋‑Bi纳米簇光电极材料及其制备方法，属于光电化学材料技术领域。本发明的纸基氧化铋‑Bi纳米簇光电极材料，以纸为基底，纸纤维表面载有具有片状网络结构的Bi2O3‑Bi材料。与传统薄膜状结构相比，本发明的光电极材料所具有的片状网络结构具有更大的比表面积，可为光电化学反应提供更多的活性位点。此外，本发明采用原位刻蚀法在Bi2O3网络表面组装Bi纳米簇，具有Bi纳米簇形貌可控、Bi2O3与Bi纳米簇之间界面接触紧密的优点，紧密的界面接触利于光生载流子的高效界面传输，并使得Bi不易脱落，有利于进一步提升光电极材料的光电性能与稳定性。
Description
技术领域
本发明属于光电化学材料技术领域，尤其涉及一种纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料及其制备方法。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日渐凸显，人们对可再生能源的需求与日俱增。在此背景下，能够将太阳能转化为电能或化学能的光电化学技术引起了研究人员越来越广泛的关注，成为目前的研究热点。在光电化学领域，高性能光电极材料的设计与制备被认为是实现高能量转换效率的关键。近年来，众多低成本、环境友好的半导体材料被开发并应用于光电极的制备。其中，Bi2O3以其合适的价带与导带位置、较窄的禁带宽度以及制备简单等优点被广泛研究。尽管基于Bi2O3的光电极材料取得了一定进展，但光生载流子快速复合、光吸收范围窄等问题仍限制其光电性能的进一步提升。此外，由于传统二维薄膜状Bi2O3光电极材料比表面积相对较小，其反应活性位点有待进一步增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的技术方案之一：
一种纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料(纸基Bi2O3-Bi光电极材料)，以纸为基底，纸基材表面载有具有片状网络结构的氧化铋-Bi材料。
与传统薄膜状结构相比，本发明的光电极材料所具有的片状网络结构具有更大的比表面积，可为光电化学反应提供更多的活性位点。
本发明的技术方案之二：
一种纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在纸基材中纸纤维表面修饰金纳米颗粒，得到导电材料功能化的纸基底；
(2)将步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底加入硝酸铋溶液中，浸泡20min，或者将硝酸铋溶液旋涂到步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底上(修饰有金纳米颗粒的一侧)，优选的，旋涂过程中转速为1200rad/min，旋涂时间60s，之后在160℃下烘干40min，重复上述过程3次，得到修饰有Bi2O3种子层的纸基材；
(3)将步骤(2)得到的修饰有Bi2O3种子层的纸基材浸入生长液中，溶剂热处理，水热生长结束后取出，用水和乙醇洗涤去除其他残留，80℃干燥，得到纸基片状网络结构Bi2O3材料，其中，所述生长液由硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇组成；
(4)采用原位刻蚀法在步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料的Bi2O3网络表面组装Bi纳米簇，得到所述纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：将氯金酸溶液与柠檬酸钠溶液按等物质的量混合得到混合液A，将混合液A滴加到纸基材表面(纸基材的一侧表面)，晾干，重复3次，之后在纸基材同侧表面继续分两次滴加含有物质的量浓度比为(2-8)∶1的盐酸羟胺与氯金酸溶液的混合液B，静置30min，用水洗涤3次，得到所述导电材料功能化的纸基底。
更进一步地，每次滴加的混合液A体积与纸基材面积比为1mL∶(1-2)cm2，所述混合液B的体积与纸基材面积比为1mL∶(1-2)cm2，纸基材面积指的是纸基材的单面面积。
进一步地，步骤(2)中，所述硝酸铋溶液由硝酸铋与N,N-二甲基甲酰胺组成，硝酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的料液比为(5-10)mg∶1mL。
进一步地，步骤(3)中，所述硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇的料液比为(0.5-2)g∶(15-25)mL∶(25-30)mL。
进一步地，步骤(3)中，所述溶剂热处理的温度为160-180℃，时间为4-8h。
进一步地，步骤(4)包括以下步骤：将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入水合肼溶液中，搅拌，并用乙醇洗涤，80℃干燥，得到所述纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料。
更进一步地，步骤(4)中，所述水合肼溶液的浓度为20-50mM。
更进一步地，步骤(4)中，所述搅拌时间为5-30min，所述水合肼溶液用量无限制，只要完全浸没纸基片状网络结构Bi2O3材料即可。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明以纸为基底，制备了具有片状网络结构的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料。与传统薄膜状结构相比，片状网络结构具有更大的比表面积，可为光电化学反应提供更多的活性位点。同时，由于Bi纳米簇具有较强的表面等离子体共振效应，光照下，Bi2O3网络表面的Bi纳米簇将产生大量热电子并注入至Bi2O3导带中，从而大幅提升光电极的光电转换效率，拓展光吸收范围。
此外，本发明采用原位刻蚀法在Bi2O3网络表面组装Bi纳米簇，具有Bi纳米簇形貌可控、Bi2O3与Bi纳米簇之间界面接触紧密的优点，紧密的界面接触利于光生载流子的高效界面传输，并使得Bi不易脱落，有利于进一步提升光电极材料的光电性能与稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为实施例1制备的纸基片状网络结构Bi2O3材料的SEM图(标尺为5.00μm)；
图2为实施例1制备的纸基片状网络结构Bi2O3材料的SEM图(标尺为100nm)；
图3为实施例1制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的SEM图(标尺为1μm)；
图4为实施例1制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的SEM图(标尺为200nm)；
图5为实施例1制备的纸基片状网络结构Bi2O3材料(纸基Bi2O3)以及纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料(纸基Bi2O3/Bi)的XRD图；
图6为实施例2制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的SEM图(标尺为400nm)；
图7为实施例3制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的SEM图(标尺为100nm)；
图8为实施例1制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的光电流响应图，其中a为纸基Bi2O3-Bi光电极材料，b为纸基片状网络结构Bi2O3材料；
图9为实施例2制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的光电流响应图，其中a为纸基Bi2O3-Bi光电极材料，b为纸基片状网络结构Bi2O3材料；
图10为实施例3制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的光电流响应图，其中a为纸基Bi2O3-Bi光电极材料，b为纸基片状网络结构Bi2O3材料；
图11为对比例1-4制备的光电极材料的光电流响应图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明提出了一种纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料，以纸为基底，纸基材表面载有具有片状网络结构的Bi2O3-Bi材料。与传统薄膜状结构相比，本发明的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料所具有的片状网络结构具有更大的比表面积，可为光电化学反应提供更多的活性位点。
本发明还提出了一种纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在纸基材中纸纤维表面修饰金纳米颗粒，得到导电材料功能化的纸基底；
(2)将步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底加入硝酸铋溶液中，浸泡20min，或者将硝酸铋溶液旋涂到步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底表面(修饰有金纳米颗粒的一侧表面)，优选的，旋涂过程中转速为1200rad/min，旋涂时间60s，之后在160℃下烘干40min，重复上述过程3次，得到修饰有Bi2O3种子层的纸基材；
(3)将步骤(2)得到的修饰有Bi2O3种子层的纸基材垂直放入生长液中，热处理，水热生长结束后取出，用水和乙醇洗涤去除其他残留，80℃干燥，得到纸基片状网络结构Bi2O3材料，其中，所述生长液由硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇组成；
(4)采用原位刻蚀法在步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料的Bi2O3网络表面组装Bi纳米簇，得到所述纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料。
在本发明一些优选实施例中，步骤(1)包括以下步骤：将8mM的氯金酸溶液与8mM的柠檬酸钠溶液按体积比为1∶1混合得到混合液A，将混合物A滴加到纸基材表面(纸基材的一侧表面)，晾干，重复3次，之后在纸基材同侧表面继续分两次滴加物质的量浓度比为(2-8)∶1的盐酸羟胺与氯金酸溶液的混合液B，静置30min，用水洗涤3次，得到所述导电材料功能化的纸基底。
更优选地，每次滴加的混合液A与纸基材面积比为1mL∶(1-2)cm2，所述混合液B与纸基材面积比为1mL∶(1-2)cm2，纸基材面积指的是纸基材一侧的面积。
在本发明一些优选实施例的步骤(2)中，所述硝酸铋溶液由硝酸铋与N,N-二甲基甲酰胺组成，硝酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的料液比为(5-10)mg∶1mL。
在本发明一些优选实施例的步骤(3)中，所述硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇的料液比为(0.5-2)g∶(15-25)mL∶(25-30)mL。
在本发明一些优选实施例的步骤(3)中，所述溶剂热处理的温度为160-180℃，时间为4-8h。
在本发明实施例中，步骤(4)包括以下步骤：将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入水合肼溶液中，搅拌，并用乙醇洗涤，80℃干燥，得到所述纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料。本发明采用原位刻蚀法在Bi2O3网络表面组装Bi纳米簇，具有Bi纳米簇形貌可控、Bi2O3与Bi纳米簇之间界面接触紧密的优点，紧密的界面接触利于光生载流子的高效界面传输，并使得Bi不易脱落，有利于进一步提升光电极材料的光电性能与稳定性；另外，由于Bi纳米簇具有较强的表面等离子体共振效应，光照下，Bi2O3网络表面的Bi纳米簇将产生大量热电子并注入至Bi2O3导带中，从而大幅提升光电极的光电转换效率，拓展光吸收范围。在本发明一些优选实施例中，所述水合肼溶液的浓度为20-50mM，所述搅拌时间为5-30min，所述水合肼溶液用量无限制，只要完全浸没纸基片状网络结构Bi2O3材料即可。
本发明实施例所用各原料均为通过市售购买得到。
以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
(1)将8mM的氯金酸溶液与8mM的柠檬酸钠溶液按体积比为1∶1混合得到混合液A，将2mL混合液A滴加到长4cm，宽1cm的纸基材表面，静置晾干，重复3次，之后，按照物质的量浓度比为8∶1将盐酸羟胺与氯金酸溶液混合得到混合液B，称取2mL混合液B，分两次滴加至纸基材上表面，静置30min，用水洗涤3次，得到导电材料功能化的纸基底；
(2)超声处理将30mg硝酸铋完全溶于5mL N,N-二甲基甲酰胺中得到硝酸铋溶液，将步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底加入硝酸铋溶液中，浸泡20min，之后取出样品置于烘箱中在160℃下烘干40min，重复上述过程3次，得到修饰有Bi2O3种子层的纸基材；
(3)将0.8g硝酸铋溶于15mL N,N-二甲基甲酰胺中得到完全透明的溶液，然后加入30mL乙醇得到混合液，随后将混合液转移到Teflon内衬的不锈钢高压反应釜中，将步骤(2)得到的修饰有Bi2O3种子层的纸基材垂直放置在高压釜中，保温1h，以确保纸基材完全被润湿，之后在160℃下热处理8h，水热生长结束后取出样品，用水和乙醇洗涤去除其他残留，80℃干燥，得到纸基片状网络结构Bi2O3材料，随后利用SEM对样品微观形貌进行表征，结果见图1和图2，由图1和图2的SEM结果可知，制备得到的纸基Bi2O3材料具有片状网络结构；
(4)将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入25mL浓度为20mM的水合肼溶液中，搅拌10min，并用乙醇洗涤，并置于80℃烘箱中干燥，得到纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料，随后利用SEM对样品微观形貌进行表征，结果见图3、图4，与纸基Bi2O3样品的SEM结果(图1和图2)相比，制备得到的Bi2O3-Bi材料表面更粗糙，可观察到大量Bi纳米簇，这证明Bi纳米簇在纸基Bi2O3的表面的成功组装。
实施例1制备的纸基片状网络结构Bi2O3材料(纸基Bi2O3)以及纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料(纸基Bi2O3/Bi)的XRD图见图5，原位刻蚀步骤后，可从样品XRD图谱中观察到Bi金属的特征峰，进一步表明Bi纳米簇已成功组装到纸基Bi2O3的表面。
实施例2
(1)功能化纸基导电材料的制备方法同实施例1，其中，纸基材长2cm，宽1cm，按照物质的量浓度比为4∶1将盐酸羟胺与氯金酸溶液混合得到混合液B，每次滴加的混合液A体积为2mL，所述混合液B的体积为2mL；
(2)超声处理将250mg硝酸铋完全溶于25mL N,N-二甲基甲酰胺中得到硝酸铋溶液，随后利用旋涂法将所得硝酸铋溶液均匀涂敷于纸基材表面，旋涂过程中转速为1200rad/min，旋涂时间60s，之后置于烘箱中在160℃下烘干40min，重复上述过程3次，得到修饰有Bi2O3种子层的纸基材；
(3)将2g硝酸铋溶于25mL N,N-二甲基甲酰胺中得到完全透明的溶液，然后加入30mL乙醇得到混合液，随后将混合液转移到Teflon内衬的不锈钢高压反应釜中，将步骤(2)得到的修饰有Bi2O3种子层的纸基材垂直放置在高压釜中，保温1h，以确保纸基材完全被润湿，之后在180℃下热处理4h，水热生长结束后取出样品，用水和乙醇洗涤去除其他残留，80℃干燥，得到纸基片状网络结构Bi2O3材料；
(4)将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入25mL浓度为35mM的水合肼溶液中，搅拌10min，并用乙醇洗涤，并置于80℃烘箱中干燥，得到纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料。
实施例2制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的SEM图(标尺为400nm)见图6，由图6可以看出，在具有片状网络结构的纸基Bi2O3表面组装有大量Bi纳米簇，相较于实施例1，本实施例在片状网络结构纸基Bi2O3表面组装的Bi纳米簇数量更多且粒径更大。
实施例3
(1)功能化纸基导电材料的制备方法同实施例1，其中，纸基材长和宽均为1cm，按照物质的量浓度比为2∶1将盐酸羟胺与氯金酸溶液混合得到混合液B，每次滴加的混合液A体积为1mL，每次滴加的混合液B体积为1mL；
(2)超声处理将200mg硝酸铋完全溶于25mL N,N-二甲基甲酰胺中得到硝酸铋溶液，将步骤(1)得到的功能化纸基导电材料加入硝酸铋溶液中，浸泡40min，之后取出样品置于烘箱中在160℃下烘干40min，重复上述过程3次，得到修饰有Bi2O3种子层的纸基材；
(3)将1.2g硝酸铋溶于25mL N,N-二甲基甲酰胺中得到完全透明的溶液，然后加入30mL乙醇得到混合液，随后将混合液转移到Teflon内衬的不锈钢高压反应釜中，将步骤(2)得到的修饰有Bi2O3种子层的纸基材垂直放置在高压釜中，保温1h，以确保纸基材完全被润湿，之后在160℃下热处理5h，水热生长结束后取出样品，用水和乙醇洗涤去除其他残留，80℃干燥，得到纸基片状网络结构Bi2O3材料；
(4)将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入25mL浓度为35mM的水合肼溶液中，搅拌20min，并用乙醇洗涤，并置于80℃烘箱中干燥，得到纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料。
实施例3制备的纸基Bi2O3-Bi纳米簇光电极材料的SEM图(标尺为100nm)见图7，相较于实施例1与2，本实施例在片状网络结构纸基Bi2O3表面组装的Bi纳米簇尺寸进一步增大，相互连接，完全覆盖Bi2O3表面。
对比例1
同实施例2，区别仅在于，以FTO为基底材料代替步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底，步骤(2)-步骤(4)操作相同。
对比例2
同实施例2，区别仅在于，步骤(4)中，不采用原位刻蚀法，具体为：
将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入10mM硝酸铋的溶液中，所述溶液溶剂由乙二醇和水以体积比2：1混合而成。将所述纸基Bi2O3与三电极体系电化学工作站连接：以铂丝为对电极、饱和Ag/AgCl为参比电极、纸基Bi2O3为工作电极，在-0.6V的偏压下电沉积600s，随后用乙醇和去离子水彻底清洗所得样品，得到光电极材料。
对比例3
同实施例2，区别仅在于，步骤(3)中，在200℃下热处理4h。
对比例4
同实施例2，区别仅在于，步骤(4)中，水合肼溶液的浓度为10mM。
性能测试
以20mM H2O2溶液为电解液，通过电化学工作站对样品光电流响应进行测试，测试过程中以氙灯作为光源，采用三电极体系：分别以实施例1-3以及对比例1-4制备的电极材料作为工作电极，Pt为对电极，Ag/AgCl为参比电极。在20s时开灯，40s时关灯。
实施例1-3制备的纸基Bi2O3-Bi光电极材料的光电流响应图见图8-图10，各个图中a均为纸基Bi2O3-Bi光电极材料，b为步骤(3)得到的得到纸基片状网络结构Bi2O3材料。由图8-10可以看出，在片状网络结构纸基Bi2O3表面原位组装Bi纳米簇后，样品的光电流密度显著增强，表明原位组装Bi纳米簇可高效提升Bi2O3的光电化学性能。对比例1-4制备的光电极材料的光电流响应图见图11，由此看出，对比例1制备的光电极材料光电化学性能低于实施例2，这是由于FTO基底微观形貌为二维平面结构，而实施例2用到的纸基材料中存在的纤维素在微观上是由无数纤维交错形成的，具有微观三维立体多孔网状结构，比表面积巨大。以FTO为基底制备的Bi2O3-Bi材料表面积明显低于纸基Bi2O3-Bi材料的表面积。因此，实施例2制备的纸基Bi2O3-Bi光电极材料具有更优异的光电化学性能。同时，对比例2制备的光电极材料光电化学性能也低于实施例2的，这是由于对比例2所制备的Bi2O3-Bi中Bi金属是通过传统的沉积方式堆积在Bi2O3上的，两材料界面处接触不紧密，不利于光生载流子的界面传输。而本发明以Bi2O3为Bi源，在其上原位制备Bi金属，可形成具有紧密界面接触的Bi2O3-Bi复合材料，利于光生载流子的高效界面传输。此外，对比例3与4制备的光电极材料光电化学性能也低于实施例2的，这分别是由于合成Bi2O3时的温度过高以及水合肼的浓度过低导致的。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料，其特征在于，以纸为基底，纸基材表面载有具有片状网络结构的氧化铋-Bi材料。
2.一种权利要求1所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在纸基材表面修饰金纳米颗粒，得到导电材料功能化的纸基底；
(2)将步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底浸泡到硝酸铋溶液中，或者将硝酸铋溶液旋涂到步骤(1)得到的导电材料功能化的纸基底表面，之后烘干，得到修饰有Bi2O3种子层的纸基材；
(3)将步骤(2)得到的修饰有Bi2O3种子层的纸基材浸入生长液中，溶剂热处理后取出洗涤、干燥，得到纸基片状网络结构Bi2O3材料，其中，所述生长液由硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇组成；
(4)采用原位刻蚀法在步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料的Bi2O3网络表面组装Bi纳米簇，得到所述纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料。
3.根据权利要求2所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括以下步骤：将氯金酸溶液与柠檬酸钠溶液按等物质的量混合得到混合液A，将混合液A滴加到纸基材，晾干，重复3次，之后在纸基材上滴加含有物质的量浓度比为(2-8)：1的盐酸羟胺与氯金酸的混合液B，静置，洗涤，得到所述导电材料功能化的纸基底。
4.根据权利要求3所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，每次滴加的混合液A体积与纸基材面积比为1mL∶(1-2)cm2，所述混合液B的体积与纸基材面积比为1mL∶(1-2)cm2。
5.根据权利要求2所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硝酸铋溶液由硝酸铋与N,N-二甲基甲酰胺组成，硝酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的料液比为(5-10)mg∶1mL。
6.根据权利要求2所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺和乙醇的料液比为(0.5-2)g∶(15-25)mL∶(25-30)mL。
7.根据权利要求2所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述溶剂热处理的温度为160-180℃，时间为4-8h。
8.根据权利要求2所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)包括以下步骤：将步骤(3)得到的纸基片状网络结构Bi2O3材料浸入水合肼溶液中，搅拌，并用乙醇洗涤，80℃干燥，得到所述纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料。
9.根据权利要求8所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，所述水合肼溶液的浓度为20-50mM。
10.根据权利要求8所述的纸基氧化铋-Bi纳米簇光电极材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为5-30min。
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