一种碳酸氧铋纳米材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种碳酸氧铋纳米材料及其制备方法和用途，包括以下步骤：在恒温恒湿的条件下，在二氧化碳和氧气的气氛条件下，纳米级的单质铋静置得到所述Bi2O2CO3纳米材料。本发明专利技术所提供的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，将纳米级的单质铋在恒温恒时的条件下放置一段时间，即可获得Bi2O2CO3纳米材料，该方法反应原料简单、反应条件简单，不采用溶液方法反应，也无需其他前驱体材料或者还原剂，成本低且环境友好，所涉及的设备易得，可实现大规模、工业化生产，该纳米材料可用于光催化剂和超级电容材料等领域。料等领域。料等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸氧铋纳米材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及新材料制备
，具体而言，涉及一种碳酸氧铋纳米材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]碳酸氧铋(Bi2O2CO3)又称碱式碳酸铋、次碳酸铋，其具有特殊的Aurivillius/Sill
é
n结构的层状氧化物，由(Bi2O2)
2+
层和CO
32-离子层交替组成的层状结构。由于其具有特殊的结构，可广泛应用于光催化、超级电容器、健康医药、湿度传感器以及非线性光学器件等。
[0003]通常制备Bi2O2CO3纳米材料的方法为水热反应法，该方法通常以铋盐为前驱体，以柠檬酸、尿素等为还原剂，辅以表面活性剂在高温高压下进行。故对设备要求高、制备条件苛刻、制备过程复杂，产物分离、提纯难度大，导致Bi2O2CO3的生产成本高的问题。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，所述的制备方法将纳米级的单质铋在恒温恒时的条件下放置一段时间，即可获得Bi2O2CO3纳米材料，该方法反应原料简单、反应条件简单，不采用溶液方法反应，也无需其他前驱体材料或者还原剂，成本低且环境友好，所涉及的设备易得，可实现大规模、工业化生产。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种所述的Bi2O2CO3纳米材料，该纳米材料可用于光催化剂和超级电容材料等领域。
[0007]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]一种Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]在恒温恒湿的条件下，在二氧化碳和氧气的气氛条件下，纳米级的单质铋静置得到所述Bi2O2CO3纳米材料。
[0010]优选的，所述的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0011]在恒温恒湿的条件下，在空气的条件下，纳米级的单质铋静置得到所述Bi2O2CO3纳米材料。
[0012]优选的，所述恒温恒湿的温度范围为20～100℃，所述恒温恒湿的湿度范围为50％～100％。
[0013]优选的，所述恒温恒湿的温度范围为30～50℃，所述恒温恒湿的湿度范围为60％～80％。
[0014]优选的，所述静置的时间为6小时-20天，更优选的时间为12-24小时。
[0015]优选的，所述静置的过程中，盛放所述单质铋的容器为玻璃容器。
[0016]优选的，所述纳米级的单质铋的形状选自纳米颗粒、纳米片和纳米线中的一种或者几种的组合。
[0017]一种Bi2O2CO3纳米材料，由所述的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法所制备得到。
[0018]所述的Bi2O2CO3纳米材料在光催化水中有机污染物中的用途。
[0019]优选的，所述有机污染物包括罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝和甲基蓝中的一种或者几种的组合。
[0020]所述的Bi2O2CO3纳米材料在制备超级电容器材料中的用途。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术所提供的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，将纳米级的单质铋在恒温恒时的条件下放置一段时间，即可获得Bi2O2CO3纳米材料，该方法反应原料简单、反应条件简单，不采用溶液方法反应，也无需其他前驱体材料或者还原剂，成本低且环境友好，所涉及的设备易得，可实现大规模、工业化生产。
[0023](2)本专利技术所提供的Bi2O2CO3纳米材料，该纳米材料可用于光催化剂和超级电容材料等领域。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为实施例1所制备的Bi2O2CO3纳米材料的XRD图谱；
[0026]图2为实施例1所制备的Bi2O2CO3纳米材料的TEM图；
[0027]图3为实施例2所制备的Bi2O2CO3纳米材料的TEM图；
[0028]图4为实施例3所制备的Bi2O2CO3纳米材料的TEM图；
[0029]图5为实施例2所制备的Bi2O2CO3纳米材料作为超级电容器负极材料的充放电曲线(a)及循环稳定性(b)。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0031]本专利技术所提供的一种Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0032]在恒温恒湿的条件下，在二氧化碳和氧气的气氛条件下，纳米级的单质铋静置的过程中与气体进行反应，得到所述Bi2O2CO3纳米材料。
[0033]在本专利技术一些优选的实施例中，对反应条件进行进一步简化，气体氛围可以直接为空气，在恒温恒湿的条件下，在空气的条件下，纳米级的单质铋静置得到所述Bi2O2CO3纳米材料。
[0034]在本专利技术一些优选的实施例中，所述恒温恒湿的温度范围为20～100℃(例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95
℃、100℃)，所述恒温恒湿的湿度范围为50％～100％(例如50％、60％、70％、80％、90％、100％)。进一步对温度和湿度范围进行优选，所述恒温恒湿的温度范围为30～50℃，所述恒温恒湿的湿度范围为60％～80％。
[0035]在本专利技术一些优选的实施例中，静置需要足够的时间完成反应，所述静置的时间为6小时-20天(例如6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时、24小时、2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、11天、12天、13天、14天、15天、16天、17天、18天、19天、20天)，更优选的时间为12-24小时。
[0036]在本专利技术一些优选的实施例中，反应过程中避免单质铋与其他物质反应，盛放单质铋的器皿优选为玻璃容器。
[0037]在本专利技术一些优选的实施例中，所述纳米级的单质铋的形状选自纳米颗粒、纳米片和纳米线中的一种或者几种的组合，不同形状的单质制备的Bi2O2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在恒温恒湿的条件下，在二氧化碳和氧气的气氛条件下，纳米级的单质铋静置得到所述Bi2O2CO3纳米材料。2.根据权利要求1所述的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在恒温恒湿的条件下，在空气的条件下，纳米级的单质铋静置得到所述Bi2O2CO3纳米材料。3.根据权利要求1或2所述的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，其特征在于，所述恒温恒湿的温度范围为20～100℃，所述恒温恒湿的湿度范围为50％～100％。4.根据权利要求1或2所述的Bi2O2CO3纳米材料的制备方法，其特征在于，所述恒温恒湿的温度范围为30～50℃，所述恒温恒湿的湿度范围为60％～80％。5.根据权利要求1或2所述的Bi2O2CO3纳米材料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨应昌，廖世佳，石维，秦航道，
申请(专利权)人：铜仁学院，
类型：发明
国别省市：