一种纳米棒状Bi2WO6制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米棒状Bi2WO6制备方法及其应用。所述方法主要包括配方量的硝酸铋、油酸钠、钨酸钠和尿素混合后，再滴入硝酸水溶液得反应液，所述反应液不经搅拌，之后在150

【技术实现步骤摘要】
一种纳米棒状Bi2WO6制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及Bi2WO6光催化材料制备技术，特别涉及一种纳米棒状Bi2WO6制备方法及其应用，属于无机光催化材料


技术介绍

[0002]Bi2WO6是一种无机氧化物半导体材料，其微观晶体结构由具有钙钛矿结构的(WO4)2‑
层和具有萤石结构的(Bi2O2)
2+
层交替堆叠而成。在各种氧化物半导体材料中，Bi2WO6的带隙相对较小(一般为2.8
‑
3.0eV)，能够吸收波长450nm左右的可见光，吸光范围较广。不仅如此，Bi2WO6的化学稳定性和热稳定性高，毒性小，且制备成本低。因此，Bi2WO6作为光催化材料的应用较为广泛。
[0003]目前，Bi2WO6纳米光催化材料主要通过液相反应合成，较为通用的思路是：配制含铋盐和钨酸盐的溶液，将二者混合搅拌后形成含Bi2WO6沉淀的悬浊液，再进行高温反应，通过Bi2WO6的溶解
‑
重结晶过程得到最终产物。在这种思路的指引下，虽然可以通过添加表面活性剂、调节反应液pH等手段对Bi2WO6纳米光催化材料的形貌进行调控，但难以突破这一思路的桎梏，很难得到形貌新颖的一维Bi2WO6纳米光催化材料。如有文献使用上述思路，通过调节反应液的pH为1
‑
3并添加大量K2SO4作为形貌调控试剂，得到由二维纳米片组成的花棒状Bi2WO6光催化材料(CN201310047288.3)。虽然也有文献利用超声化学合成法制备出Bi2WO6纳米棒材料，但其尺寸分布十分不均匀，且多数直径较大，对缩短光生载流子迁移路径、提高光催化效率的作用有限(J.Mater.Sci.,2014,49,2085
‑
2097)。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种纳米棒状Bi2WO6制备方法。
[0005]本专利技术所提供的制备方法包括：
[0006]配方量的硝酸铋、油酸钠、钨酸钠和尿素混合后，再滴入硝酸水溶液得反应液，所述反应液不经搅拌，之后在150
‑
170℃条件下反应至少大于32h制备纳米棒状Bi2WO6；所述硝酸铋、油酸钠、钨酸钠、尿素和硝酸的摩尔比为2:5:1:12.5:(20
‑
30)。
[0007]进一步方案中，本专利技术还包括，反应结束后待反应液自然冷却至室温，之后离心，将沉淀物洗涤干燥后得纳米棒状Bi2WO6。
[0008]有些方案中，所述硝酸铋与反应液的比例为1mmol硝酸铋：60
‑
90mL反应液。
[0009]有些方案中，反应时间为40
‑
50h。
[0010]进一步方案中，所述纳米棒状Bi2WO6材料的微观形貌为相互交错的纳米棒状结构。
[0011]进一步方案中，所述述纳米棒的直径为3
‑
13nm，长度为40
‑
250nm。
[0012]本专利技术的有益技术效果：
[0013]1.本专利技术无需在反应前对反应体系进行搅拌混合，利用简单的一步加热反应即可得到一维Bi2WO6纳米棒光催化材料，反应过程简单，使用简易设备就能够进行制备，具有推广至大规模生产的前景；
[0014]2.由于Bi2WO6自身的二维层状结构特征，现有的Bi2WO6纳米光催化材料大多为二维形貌(如纳米片、纳米盘)或由二维堆叠而成的三维形貌(如纳米花、多级结构纳米球)，而一维形貌(如纳米棒、纳米线)的Bi2WO6纳米光催化材料几乎未见报道。本专利技术借助反应过程中固体原料与溶剂的固
‑
液界面间缓慢的溶解
‑
沉淀平衡，制备得到形貌新颖的一维Bi2WO6纳米棒光催化材料，解决了一维Bi2WO6光催化材料难以制备的技术问题；
[0015]3.本专利技术制备得到的Bi2WO6纳米棒光催化材料直径小至10nm以下，能够有效缩短光生载流子的迁移距离，提高光催化效率；
[0016]4.本专利技术制备得到的Bi2WO6纳米棒光催化材料在光降解罗丹明B反应中体现出远优于商用Bi2WO6材料和Bi2WO6纳米片光催化材料的催化性能，是高效的光降解罗丹明B反应催化剂。
附图说明
[0017]图1为实施例1中制备的Bi2WO6纳米棒光催化材料的TEM图像。
[0018]图2为实施例1中制备的Bi2WO6纳米棒光催化材料的放大倍数的TEM图像。
[0019]图3为实施例1中制备的Bi2WO6纳米棒光催化材料的XRD谱图，图中o
‑
Bi2WO6对应谱线为正交相Bi2WO6的标准XRD谱图。
[0020]图4为对比例1中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0021]图5为实施例1中制备的Bi2WO6纳米棒光催化材料的光降解罗丹明B反应测试结果。
[0022]图6为对比例2中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0023]图7为对比例3中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0024]图8为对比例2和3中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的XRD谱图，图中o
‑
Bi2WO6对应谱线为正交相Bi2WO6的标准XRD谱图。
[0025]图9为对比例4中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0026]图10为对比例5中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0027]图11为对比例6中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0028]图12为对比例7中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0029]图13为对比例5
‑
7中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的XRD谱图，图中o
‑
Bi2WO6对应谱线为正交相Bi2WO6的标准XRD谱图。
[0030]图14为对比例8中制备的Bi2WO6纳米光催化材料的TEM图像。
[0031]以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
具体实施方式
[0032]除非有特殊说明，本文中的术语或方法根据相关领域普通技术人员的认识理解或采用已知相关方法实现。
[0033]本专利技术所述的光降解罗丹明B反应可采用现有的方法实现，如文献“稀土Ce
3+
掺杂Bi2WO6光催化降解罗丹明B的研究，王春英等，《中国环境科学》，2015年”中公开的方法。
[0034]遵从上述技术方案，以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。
[0035]以下实施例中使用的300W氙灯光源型号为Microsolar 300，购自北京泊菲莱科技有限公司(中国)；紫外
‑
可见吸收光谱测试使用的是UV
‑
3600Plus紫外
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米棒状Bi2WO6制备方法，其特征在于，制备方法包括：配方量的硝酸铋、油酸钠、钨酸钠和尿素混合后，再滴入硝酸水溶液得反应液，所述反应液不经搅拌，之后在150
‑
170℃条件下反应至少大于32h制备纳米棒状Bi2WO6；所述硝酸铋、油酸钠、钨酸钠、尿素和硝酸的摩尔比为2:5:1:12.5:(20
‑
30)。2.如权利要求1所述的纳米棒状Bi2WO6制备方法，其特征在于，还包括，反应结束后待反应液自然冷却至室温，之后离心，将沉淀物洗涤干燥后得到纳米棒状Bi2WO6。3.如权利要求1所述的纳米棒状Bi2WO6制备方法，其特征在于，所述硝酸铋与反...

【专利技术属性】
技术研发人员：任家桐，王琼林，张衡，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：