一维Bi2O2CO3纳米棒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种一维Bi2O2CO3纳米棒及其制备方法，该Bi2O2CO3纳米棒具有多孔的一维棒状结构，填补了科研的空白，为Bi2O2CO3的研究提供了新的技术支持，不仅如此，本发明专利技术通过一步法制备了该一维Bi2O2CO3纳米棒，方法简单，易于控制，具有较高的推广应用价值。并且，该Bi2O2CO3一维多孔纳米棒具有较好的光催化作用，因此，该一维Bi2O2CO3纳米棒具有较高的理论和实际应用价值。

One-dimensional Bi2O2CO3 nanorods and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
一维Bi2O2CO3纳米棒及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料，具体地，涉及一种一维Bi2O2CO3纳米棒及其制备方法。
技术介绍
在过去的几十年里，光催化作为一种经济、环保且有效的解决污染问题的技术，已引起全世界研究者们的研究狂潮。鉴于太阳能的高效利用，开发具有高活性的光催化剂势在必行。研究表明，Bi2O2CO3是一种有效的新型光催化剂，在模拟太阳光作用下，能有效降解环境污染物。Bi2O2CO3为层状结构，沿C轴方向[Bi2O2]2+层和CO32-层通过范德华力沿[001]方向交替累积生长。由于晶体各项异性长生特性，Bi2O2CO3最易生长为暴露(001)晶面的纳米片。因此，目前文献报道的Bi2O2CO3形貌主要均为暴露(001)晶面的纳米片，或由纳米片组状而成的二维或三维结构。而研究发现，半导体光催化剂的光催化性能对形貌具有依赖性。所以，合成其他结构形貌的Bi2O2CO3具有重要的理论与现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种一维Bi2O2CO3纳米棒及其制备方法，该一维Bi2O2CO3纳米棒具有多孔结构，填补了科研的空白，为Bi2O2CO3的研究提供了新的技术支持。而且，该Bi2O2CO3一维多孔纳米棒具有较好的光催化作用，因此，该一维Bi2O2CO3纳米棒又具有较高的实际应用价值。不仅如此，本专利技术通过一步法制备了一维Bi2O2CO3纳米棒，方法简单，易于控制，具有较高的推广应用价值。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种一维Bi2O2CO3纳米棒，所述Bi2O2CO3纳米棒具有多孔结构。本专利技术还提供一种前文所述的一维Bi2O2CO3纳米棒的制备方法，包括将Bi(OHC2O4)·2H2O纳米棒前驱体在CO2气氛中高温煅烧的步骤。通过上述技术方案，本专利技术通过一步法制备了一维Bi2O2CO3纳米棒，方法简单，易于控制，具有较高的推广应用价值。不仅如此，本专利技术克服了现有技术难题，提供一维Bi2O2CO3多孔纳米棒制备技术，填补了科研的空白，为Bi2O2CO3的研究提供了新的技术支持。不仅如此，该Bi2O2CO3一维多孔纳米棒还具有较好的光催化作用，因此，又具实际应用价值。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例1中的煅烧产物和Bi2O2CO3，Bi2O3标准卡片的XRD图谱。图2是实施例1中的煅烧产物的SEM图：(A)250℃；(B)300℃；(C)350℃；(D)400℃。图3是实施例2中煅烧产物的分析图：(A)煅烧产物的XRD图；(B)CO2流速5mL/min；(C)CO2流速10mL/min；(D)CO2流速20mL/min。图4是实施例3中煅烧产物的分析图：(A)煅烧产物的XRD图；(B)0h；(C)1h；(D)3h。图5是检测例1中的检测分析图：(A)TEM；(B)HRTEM,(C)选区电子衍射；(D)晶体生长向图。图6是检测例1中的检测分析图：(A)固体紫外-可见漫反射谱；(B)能带图。图7是应用例1中的检测分析图：(A)可见光降解MB(10mg/L)的紫外可见吸收光谱；(B)MB(10mg/L)的降解曲线。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。一种一维Bi2O2CO3纳米棒，所述Bi2O2CO3纳米棒具有多孔的一维棒状结构。本专利技术克服了现有技术的技术偏见，而提供的一维Bi2O2CO3纳米棒具有多孔的一维棒状结构，为Bi2O2CO3的研究提供了新的技术支持，不仅如此，该Bi2O2CO3一维多孔纳米棒具有较好的光催化作用，因此，该一维Bi2O2CO3纳米棒具有较高的理论和实际应用价值。优选地，所述Bi2O2CO3纳米棒暴露(120)晶面，且(120)晶面沿[002]方向生长。进一步优选地，所述Bi2O2CO3纳米棒的吸收带边延伸到可见光区。更加进一步优选地，所述Bi2O2CO3纳米棒的带隙ΔEg为2.96eV。本专利技术还提供一种一维Bi2O2CO3纳米棒的制备方法，包括将Bi(OHC2O4)·2H2O纳米棒前驱体在CO2气氛中高温煅烧的步骤。在上述技术方案中，本专利技术通过一步法制备了一维Bi2O2CO3纳米棒，方法简单，易于控制，具有较高的推广应用价值。在上述技术方案中，Bi(OHC2O4)·2H2O纳米棒可以采用现有技术的方法进行制备。而本专利技术优化了Bi(OHC2O4)·2H2O的制备方法，在后文的实施例中，Bi(OHC2O4)·2H2O采用如下方法进行制备：将2.911g的Bi(NO3)3·5H2O和1.206g的NaC2O4分别溶于20mL蒸馏水中超声，然后将NaC2O4溶液加入到Bi(NO3)3·5H2O溶液中剧烈搅拌。再将上述混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，在120℃下反应24h，自然冷却至室温。产物用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤2-3次后，在60℃下干燥6h。其中，煅烧温度可在较宽的范围内进行选择，在本专利技术一种优选的实施方式中，煅烧温度为200℃-400℃。在此条件下，均可以制备出一维Bi2O2CO3纳米棒。在本专利技术一种优选的实施方式中，煅烧温度为300℃-350℃的时候，所有的衍射峰均对应于Bi2O2CO3的标准峰，没有其他杂质峰出现。说明在300℃-350℃能够获得纯Bi2O2CO3。在本专利技术一种优选的实施方式中，CO2的流速为5-20mL/min。当通入CO2流速为5mL/min时产物为纯Bi2O2CO3。当CO2流速增大到10-20mL/min时，XRD图中出现了单质Bi的衍射峰，且随着CO2流速增大，单质Bi的衍射峰强度增强。当速率增大为10-20mL/min时，Bi2O2CO3棒上有Bi颗粒出现，且随着CO2流速增大，Bi颗粒越来越大，越来越多。在本专利技术一种优选的实施方式中，煅烧时间为1-3h。煅烧时间为0h时，Bi2O2CO3一维多孔棒上生长一些小颗粒，这些小颗粒是单质Bi。延长煅烧时间至1-3h，所得产物为一维多孔纳米棒，没有Bi颗粒生长于多孔棒上。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1将0.1gBi(OHC2O4)·2H2O纳米棒前驱体放置在瓷舟中，均匀地平铺在瓷舟内部，然后推进管式炉内。在CO2气氛中于250℃进行煅烧1h，其中，CO2流速为5mL/min。按照上述相同的方法，仅将煅烧温度分别调整为300℃，350℃，400℃。对上述煅烧产物进行X射线衍射分析(XRD)，并与Bi2O2CO3和Bi2O3-的标准卡片进行对照，得图1。从图1可以看出，当煅烧温度为250℃时，衍射峰对应于Bi2O2CO3(JCPDSNO.25-1464)。在衍射角为2θ＝28度时出现单质Bi的峰，衍射强度很弱。说明250℃所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一维Bi2O2CO3纳米棒，其特征在于，所述Bi2O2CO3纳米棒具有多孔的一维棒状结构。

【技术特征摘要】
1.一种一维Bi2O2CO3纳米棒，其特征在于，所述Bi2O2CO3纳米棒具有多孔的一维棒状结构。2.根据权利要求1所述的一维Bi2O2CO3纳米棒，其中，所述Bi2O2CO3纳米棒暴露(120)晶面，且(120)晶面沿[002]方向生长。3.根据权利要求2所述的一维Bi2O2CO3纳米棒，其中，所述Bi2O2CO3纳米棒的吸收带边延伸到可见光区。4.根据权利要求3所述的一维Bi2O2CO3纳米棒，其中，所述Bi2O2CO3纳米棒的带隙ΔEg为2.96eV。5.一种权利要求1-4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭银，阚鹏飞，毛艳鸽，张倩，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34