一种碳掺杂氧化铋光催化材料的制备方法技术

技术编号:19641286 阅读:46 留言:0更新日期:2018-12-05 17:58
本发明专利技术公开了一种碳掺杂氧化铋光催化材料的制备方法,将五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α‑Bi2O3粉末材料,再将制得的α‑Bi2O3粉末材料置于氧化铝坩埚中,加入二水合草酸粉末并混合均匀后于280℃退火50~200min制得碳掺杂氧化铋光催化材料。本发明专利技术制备过程简单可行,合成周期较短,相对于未掺杂的氧化铋,碳掺杂氧化铋光催化材料的光吸收边向长波方向移动,在400~500nm可见光波长范围内对光波的利用率较大,且光催化性能得到明显提升,在光电材料方面具有潜在应用价值。

Preparation of a Carbon Doped Bismuth Oxide Photocatalytic Material

The invention discloses a preparation method of carbon-doped bismuth oxide photocatalytic material. Bismuth nitrate pentahydrate is annealed in an alumina crucible at 500 C for 6 hours to prepare a Bi2O3 powder material. The prepared powder material is placed in an alumina crucible, added oxalic acid dihydrate powder and mixed evenly, then annealed at 200 C for 50-200 mi. Carbon-doped bismuth oxide photocatalytic materials were prepared from n. The preparation process of the invention is simple and feasible, and the synthesis period is short. Compared with the undoped bismuth oxide, the light absorption edge of the carbon-doped bismuth oxide photocatalytic material moves towards the long-wave direction. The utilization rate of the light wave is larger in the range of 400-500 nm visible light wavelength, and the photocatalytic performance is obviously improved, which has potential in the field of photoelectric materials. In application value.

【技术实现步骤摘要】
一种碳掺杂氧化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
,具体涉及一种碳掺杂氧化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。氧化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。氧化铋属于铋氧基材料,外观为淡黄色,可见光响应能力有限,光催化活性较低。基于上述存在的问题,本专利技术设计了一种可见光响应增强且光催化活性提高的碳掺杂氧化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较短的碳掺杂氧化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,一种碳掺杂氧化铋光催化材料的制备方法,其特征在于具体步骤为:将五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α-Bi2O3粉末材料,再将制得的α-Bi2O3粉末材料置于氧化铝坩埚中,加入二水合草酸粉末并混合均匀后于280℃退火50~200min制得碳掺杂氧化铋光催化材料。优选的,所述α-Bi2O3粉末材料与二水合草酸粉末的投料质量比为1:1~1:2。本专利技术制备过程简单可行,合成周期较短,相对于未掺杂的氧化铋,碳掺杂氧化铋光催化材料的光吸收边向长波方向移动,在400~500nm可见光波长范围内对光波的利用率较大,且光催化性能得到明显提升,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制得的碳掺杂氧化铋粉末材料的X射线衍射图谱;图2是本专利技术实施例1制得的碳掺杂氧化铋粉末材料的粉末吸收光谱图;图3是本专利技术实施例1制得的碳掺杂氧化铋粉末材料的扫描电镜图;图4是本专利技术实施例1制得的碳掺杂氧化铋粉末材料的可见光催化降解罗丹明B性能曲线。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将4.85g五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α-Bi2O3粉末材料,再将0.5g制得的α-Bi2O3粉末材料置于氧化铝坩埚中,加入1.0g二水合草酸粉末并混合均匀后于280℃退火200min制得碳掺杂氧化铋粉末材料。如图1所示,对所制得的碳掺杂氧化铋粉末材料进行XRD分析,发现碳掺杂氧化铋粉末材料和α-Bi2O3粉末材料的衍射峰均与标准JCPDS卡片71-2274一致,没有杂峰出现,化学式为Bi2O3,晶体结构为单斜相。如图2所示,制得的碳掺杂氧化铋粉末材料相较于α-Bi2O3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3所示,制得的碳掺杂氧化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孔洞。如图4所示,在可见光激发120min后,碳掺杂氧化铋粉末材料降解罗丹明B污染物的降解率为99.7%,远高于未掺杂的氧化铋。实施例2将4.85g五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α-Bi2O3产物,再将0.5g制得的α-Bi2O3产物置于氧化铝坩埚中,加入0.5g二水合草酸粉末并混合均匀后于280℃退火200min制得碳掺杂氧化铋粉末材料。实施例3将4.85g五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α-Bi2O3产物,再将0.5g制得的α-Bi2O3产物置于氧化铝坩埚中,加入1.0g二水合草酸粉末并混合均匀后于280℃退火50min制得碳掺杂氧化铋粉末材料。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】
1.一种碳掺杂氧化铋光催化材料的制备方法,其特征在于具体步骤为:将五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α‑Bi2O3粉末材料,再将制得的α‑Bi2O3粉末材料置于氧化铝坩埚中,加入二水合草酸粉末并混合均匀后于280℃退火50~200min制得碳掺杂氧化铋光催化材料。

【技术特征摘要】
1.一种碳掺杂氧化铋光催化材料的制备方法,其特征在于具体步骤为:将五水硝酸铋置于氧化铝坩埚中于500℃退火6h制得α-Bi2O3粉末材料,再将制得的α-Bi2O3粉末材料置于氧化铝坩埚中,加入二水合草酸粉末并混...

【专利技术属性】
技术研发人员:尚军周菲黄果王志迁
申请(专利权)人:河南师范大学
类型:发明
国别省市:河南,41

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