一种制备黑色α‑Bi2O3粉末材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备黑色α‑Bi2O3粉末材料的方法，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：将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α‑Bi2O3粉末材料；将得到的黄色α‑Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入去离子水和双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静置后倒掉上层清夜，沉淀置于干燥箱中干燥得到目标产物黑色α‑Bi2O3粉末材料。本发明专利技术制备过程简单可行，合成周期较短，制得的黑色α‑Bi2O3粉末材料的吸收边为1902nm，其对光波的利用率远大于黄色α‑Bi2O3材料，在光电材料方面具有潜在应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电材料的合成
，具体涉及一种制备黑色α-Bi2O3粉末材料的方法。
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。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[J.AlloysCompd.,2014,pp627-632]、电解质材料[Ceram.Int.,2016,pp16262-16265]、铁电材料[J.Eur.Ceram.Soc.,2014,pp102-108]、光催化材料[Ceram.Int.，2016,pp2013-2020]、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的吸收边为450-470nm，外观颜色为黄色，对光波的利用率极低[Mater.Lett.,2011,pp988-990]。因此，有必要设计一种能够有效提高光波利用率的α-Bi2O3材料的新合成方法。
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、周期较短的制备黑色α-Bi2O3粉末材料的方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种制备黑色α-Bi2O3粉末材料的方法，其特征在于具体步骤为：（1）黄色α-Bi2O3粉末材料的合成，将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；（2）黑色α-Bi2O3粉末材料的合成，将步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入去离子水和双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静置后倒掉上层清夜，沉淀置于干燥箱中干燥得到目标产物黑色α-Bi2O3粉末材料。进一步优选，步骤（2）中双氧水的加入量与黄色α-Bi2O3粉末材料的质量比为2.5-6:0.35-0.5。进一步优选，步骤（2）中的干燥条件为低于100℃的温度干燥2小时以上。本专利技术制备过程简单可行，合成周期较短，制得的黑色α-Bi2O3粉末材料的吸收边为1902nm，其对光波的利用率远大于黄色α-Bi2O3材料，在光电材料方面具有潜在应用价值。附图说明图1是本专利技术实施例1制得的黄色α-Bi2O3粉末材料和黑色α-Bi2O3粉末材料的粉末吸收光谱图；图2是本专利技术实施例1制得的黄色α-Bi2O3粉末材料和黑色α-Bi2O3粉末材料的X射线衍射图谱；图3是本专利技术实施例1制得的黄色α-Bi2O3粉末材料的扫描电镜图；图4是本专利技术实施例1制得的黑色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）黄色α-Bi2O3粉末材料的合成将1g五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；（2）黑色α-Bi2O3粉末材料的合成将0.04g步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入100mL去离子水和0.4g双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静置后倒掉上层清夜，沉淀置于干燥箱中于80℃干燥150分钟得到目标产物黑色α-Bi2O3粉末材料。实施例2（1）黄色α-Bi2O3粉末材料的合成将1g五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；（2）黑色α-Bi2O3粉末材料的合成将0.2g步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入100mL去离子水和1g双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静置后倒掉上层清夜，沉淀置于干燥箱中于70℃干燥180分钟得到目标产物黑色α-Bi2O3粉末材料。实施例3（1）黄色α-Bi2O3粉末材料的合成将1g五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；（2）黑色α-Bi2O3粉末材料的合成将0.04g步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入去离子水和0.68g双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静置后倒掉上层清夜，沉淀置于干燥箱中于100℃干燥120分钟得到目标产物黑色α-Bi2O3粉末材料。本专利技术采用新型的制备工艺，在黄色α-Bi2O3粉末材料和去离子水中添加双氧水，在双氧水的作用下，在汞灯光照过程中产生氧空位，粉末由黄色变为黑色，最终得到黑色的α-Bi2O3。用此方法制备黑色α-Bi2O3粉末材料过程简便，原料价格便宜，适于大规模生产使用。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】
一种制备黑色α‑Bi2O3粉末材料的方法，其特征在于具体步骤为：（1）黄色α‑Bi2O3粉末材料的合成，将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α‑Bi2O3粉末材料；（2）黑色α‑Bi2O3粉末材料的合成，将步骤（1）得到的黄色α‑Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入去离子水和双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静置后倒掉上层清夜，沉淀置于干燥箱中干燥得到目标产物黑色α‑Bi2O3粉末材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备黑色α-Bi2O3粉末材料的方法，其特征在于具体步骤为：（1）黄色α-Bi2O3粉末材料的合成，将五水硝酸铋置于马弗炉中于500℃保温6小时，自然冷却后研磨得到黄色α-Bi2O3粉末材料；（2）黑色α-Bi2O3粉末材料的合成，将步骤（1）得到的黄色α-Bi2O3粉末材料置于反应容器中，加入去离子水和双氧水，在磁力搅拌的条件下用功率为300W的汞灯照射1小时，静...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚军，陈秋艳，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南;41