一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法，属于光电材料的合成技术领域。本发明专利技术的技术方案要点为：将五水硝酸铋置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中干燥得到水解产物；将得到的水解产物置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物干燥得到目标产物具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料。本发明专利技术制备过程简单可行，合成周期相对较短，制得的目标产物灰色碱式硝酸铋光催化材料在300‑1300nm可见光波长范围内对光波的利用率较大，在光电材料领域具有潜在的应用价值。

A method of preparation of gray basic bismuth nitrate photocatalytic material with visible light response

The invention discloses a preparation method of a gray basic bismuth nitrate photocatalytic material with visible light response, which belongs to the field of synthesis technology of photoelectric materials. Key points of the technical scheme of the invention is: five water bismuth nitrate in the reaction container and add deionized water in a magnetic stirrer stirring 60min, normal temperature static, repeatedly rinse until the solution was neutral removed after precipitation in drying box drying to obtain hydrolysate; hydrolysis product in the reaction vessel and deionized water, mercury lamp 30min, in a magnetic stirrer stirring and 300W static, the supernatant is drained, the remaining product is dried to obtain the target product with a gray basic bismuth nitrate photocatalytic material with visible light response. The preparation process is simple and feasible, the synthesis of the target product cycle is relatively short, grey bismuthsubnitrate photocatalytic materials prepared at 300 1300nm visible wavelength range of light utilization rate is larger, has potential applications in the field of photoelectric material.

【技术实现步骤摘要】
一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法
本专利技术属于光电材料的合成
，具体涉及一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法。
技术介绍
我国铋资源丰富，近年来，年产量可达6000多吨，应用十分广泛。铋氧基材料具有层状的晶体结构、适当的禁带宽度以及铋原子特殊的电子结构，在实际的光催化反应中往往表现出较高的活性，成为一类重要的光催化材料，已经受到广泛的关注（Chem.Commun.,2011,47(25):7054）。硝酸铋作为铋源深加工后的一种产物广泛用于药物和铋盐制造（MaterialsLetters,203(2017)77-80）。硝酸铋水解产物碱式硝酸铋属于铋氧基材料，外观为白色，不具有可见光响应特性（InterfaceScience,348(2010)211-215）。本专利技术设计了一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种合成工艺简单且周期相对较短的具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将五水硝酸铋置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中干燥得到水解产物；（2）将得到的水解产物置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物干燥得到目标产物具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料，其化学式为Bi6O5(OH)3(NO3)5(H2O)3。进一步优选，步骤（1）中的干燥条件为高于100℃的温度干燥150min以上。进一步优选，步骤（2）中的干燥条件为采用水浴加热干燥。本专利技术制备过程简单可行，合成周期相对较短，制得的目标产物灰色碱式硝酸铋光催化材料在300-1300nm可见光波长范围内对光波的利用率较大，在光电材料领域具有潜在的应用价值。附图说明图1是实施例1制得的白色粉末材料及灰色粉末材料的吸收光谱图；图2是实施例1制得的白色粉末材料及灰色粉末材料的X射线衍射图；图3是实施例1制得的灰色粉末材料的SEM图；图4是实施例1制得的白色粉末材料及灰色粉末材料在可见光下光催化降解罗丹明B浓度随时间变化曲线。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将4.85g五水硝酸铋置于烧杯中并加入去离子水，于磁力搅拌器上以400n/min的速率搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中于100℃干燥150min得到水解产物白色粉末材料；（2）将0.65g得到的水解产物白色粉末材料置于烧杯中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物水浴加热干燥得到目标产物具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料。如图1所示，所得的灰色硝酸铋粉末材料相较于白色硝酸铋粉末材料对光的吸收增强并且光吸收的波段出现了红移。如图2所示，对所得的灰色硝酸铋粉末材料进行XRD分析，发现灰色硝酸铋粉末材料和白色硝酸铋粉末材料的衍射峰均与标准PDF卡片70-1226一致，化学式为Bi6O5(OH)3(NO3)5(H2O)3。如图3所示，灰色硝酸铋粉末材料呈棱柱状的形貌特征，并且上面分布着许多细小的颗粒。如图4所示，白色硝酸铋粉末材料在可见光下（300W氙灯，滤光片滤掉400nm以下波长的光波）降解罗丹明B，75min最大降解率约为55%，但灰色硝酸铋粉末材料在可见光下降解罗丹明B，75min最大降解率达到了95%，相比于白色硝酸铋粉末材料，灰色硝酸铋粉末材料可见光下光催化降解罗丹明B的降解率大大提高，其中白色硝酸铋粉末材料通过染料敏化作用光催化降解罗丹明B。实施例2（1）将4.85g五水硝酸铋置于烧杯中并加入去离子水，于磁力搅拌器上以400n/min的速率搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中于100℃干燥150min得到水解产物白色粉末材料；（2）将0.75g得到的水解产物白色粉末材料置于烧杯中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物水浴加热干燥得到目标产物具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料。实施例3（1）将4.85g五水硝酸铋置于烧杯中并加入去离子水，于磁力搅拌器上以400n/min的速率搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中于100℃干燥150min得到水解产物白色粉末材料；（2）将0.85g得到的水解产物白色粉末材料置于烧杯中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物水浴加热干燥得到目标产物具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料。以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本专利技术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专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理的范围下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本专利技术保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将五水硝酸铋置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中干燥得到水解产物；（2）将得到的水解产物置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物干燥得到目标产物具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料，其化学式为Bi6O5(OH)3(NO3)5(H2O)3。

【技术特征摘要】
1.一种具有可见光响应的灰色碱式硝酸铋光催化材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将五水硝酸铋置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌60min，常温下静置，多次冲洗直至溶液呈中性后取出沉淀置于干燥箱中干燥得到水解产物；（2）将得到的水解产物置于反应容器中并加入去离子水，于磁力搅拌器上搅拌并使用300W的汞灯照射30min，静置，将上层清液倒掉，剩余产物干燥得到目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚军，陈廷珍，黄果，王显威，周菲，马怡萌，冯刚，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41