本发明专利技术涉及一种溶液法自组装Ｂｉ１２ＴｉＯ２０纳米线的制备方法，属于光催化材料的制备技术。该方法包括以下过程：以硝酸铋与钛酸四乙酯按摩尔比为（０．５－０．９２３）∶（０．５－０．０７７）进行配料，配料加入去离子水，用氢氧化钾调节溶液的ｐＨ；向制得的溶液中滴加聚乙烯醇溶液，经搅拌和超声分散得前驱体溶液；前驱体溶液转移至反应釜中，再加入去离子水，在温度为１５０－１９０℃，反应１－３６小时，采用离心分离机从反应物中分离出产物，再经去离子水冲洗及烘干，得到自组装的Ｂｉ１２ＴｉＯ２０纳米线。本发明专利技术的优点在于，制备过程简单，所制得的Ｂｉ１２ＴｉＯ２０纳米线，在可见光条件下具有良好的光催化性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种溶液法自组装81121102。纳米线的制备方法，属于光催化材料的制 备技术。
技术介绍
因1102对化学和生物的惰性、高稳定性、无毒性和低成本等优点，它作为半导体 光催化剂，在环境污染治理技术以及光照水解制氢等方面得到了极为广泛的研究和应用。 但1102的两个固有缺陷限制了它的实际应用[(a)A. Fujishima， K. Honda， Nature 1972， 238,37-38 ; (b)A. Fujishima， T. N. Rao， D.A. Tryk， J. Photochem. Photobiol. C 2000，1， 1—21 ;(c)D.A.Tryk， A.Fujishima， K. Honda， Electrochim. Acta 2000， 45， 2363—2376 ; (d) R丄evinson， P. Berdahl， H.Akbari， Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2005， 89， 319-349]: (l)Ti02的带隙较宽，只能被波长小于386. 5nm的紫外光激发，而占地达地面太阳光总能量 90%的可见光不能被利用；(2)Ti02中光激发产生的电子与空穴非常容易复合，导致其光量 子效率极低，极大地影响1102的光催化活性。为此，对1102进行修饰改性、扩展其有效光频 率响应范围以及开发新型半导体光催化剂，成为亟不可待的研究项目。 Bi203和Ti02复合形成具有多种晶相结构的钛酸铋化合物中，Bi12Ti02。的光催化 活性最强。Yao等人用化学溶液沉积法报道了 Bi12Ti02。晶体在紫外光范围内对甲基橙溶 液的光催化性能并作了掺杂改性的研究[W. F. Yao， H. Wang， X. H. Xu， Y. Zhang， X. N. Yang， S. X. Shang， Y. H丄iu， J. T. Zhou， M. Wang， Journalof Molecular Catalysis A :Chemical 202(2003)305-311]，但该Bi12Ti02。纳米粉体，光催化性能局限在紫外光范围内。Zhou 等人用传统固相烧结法合成81121102。并展示了在可见光范围内对甲醇的光催化性能 [J.K.Zhou， Z.G.Zou， A. K.Ray ， X. S. Zhao， Ind. Eng. Chem. Res. 2007， 46， 745]，尽管向可见 光范围的应用有了拓展，但基于传统固相烧结法之上，81121102。粉体为微米级颗粒尺寸， 以至于大大影响了其光催化性能。Xu等人用共沉淀法制备Bi12Ti02。纳米粉体并对比研究 了紫外光和可见光对苯酚溶液的光催化性能[S. H. Xu， W. F. Shangguan， J. Yuan, J. W. Shi， M. X. Chen，Materials Science andEngineering B 137 (2007) 108-111]，尽管获得纳米级的 Bi12Ti02。粉体，但在可见光范围内的光催化性能仍较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种溶液法自组装81121102。纳米线的制备方法，该方法过程 简单，所制得的Bi12Ti02。纳米线，在可见光条件下具有良好的光催化性能。 本专利技术是通过以下技术方案加以实现的，一种溶液法自组装81121102。纳米线的制 备方法，其特征在于包括以下过程 1.按硝酸铋(Bi (N03)3 5H20)与钛酸四乙酯(Ti (0C3H7)4)的摩尔比为 (0. 5-0. 923) : (0. 5-0. 077)，称取硝酸铋(Bi (N03)3 5H20)和钛酸四乙酯(Ti (0C3H7)4)进 行配料，按每摩尔配料加5-30ml的去离子水，将配料溶于去离子水中，搅拌10-50分钟，用氢氧化钾(K0H)调节溶液的pH值达到10-14 ; 2.向步骤1制得的溶液中，按每摩尔配料滴加0.075-0. 15mmol的质量浓度 为10-30%的聚乙烯醇溶液，经搅拌10-50分钟得前驱体溶液，前驱体溶液再经超声分散 10-50分钟； 3.将步骤2制得的前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再加入去离子 水使反应容器的填充度为60-80%，前驱体溶液的反应温度为150-19(TC，反应时间为1-36 小时，待反应结束，采用1500-3000rpm的转速的离心分离机，从反应物中分离出产物，分离 出的产物再用去离子水冲洗，然后在60-10(TC条件下烘干，得到自组装的Bi12Ti02。纳米线。 本专利技术的优点在于，制备过程简单，所制得的Bi12Ti02。纳米线，其吸收波长均分布 在可见光范围内，可见光降解RhB溶液，在360分钟内具有97%的效率。具体实施例方式称取0. 75mol硝酸铋(Bi (N03)3 5H20)和0. 25mol钛酸四乙酯(Ti (OC3H7)4)，将 其溶解在10ml去离子水中，搅拌30分钟，用氢氧化钾(KOH)调节pH值达到14，之后滴加 0. 125mmol质量浓度为17. 5%的聚乙烯醇溶液，然后搅拌30分钟。将该前驱体溶液超声分 散30分钟，再将前驱体溶液转移到带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再加入去离子水使反应 容器的填充度为80% 。控制前驱体溶液的反应温度为180°C ，反应时间为24小时，待反应结 束，产物从反应物用离心分离机以3000rpm的分离速度进行分离、产物再用去离子水冲洗3 次，然后在8(TC条件下烘干，即可获得高催化性能的钛酸铋(Bi12Ti02。)纳米线。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种溶液法自组装Ｂｉ↓［１２］ＴｉＯ↓［２０］纳米线的制备方法，其特征在于包括以下过程： １）按硝酸铋与钛酸四乙酯的摩尔比为（０．５－０．９２３）∶（０．５－０．０７７），称取硝酸铋和钛酸四乙酯进行配料，按每摩尔配料加５－３０ｍｌ的去离子水，将配料溶于去离子水中，搅拌１０－５０分钟，用氢氧化钾调节溶液的ｐＨ值达到１０－１４； ２）向步骤１）制得的溶液中，按每摩尔配料滴加０．０７５－０．１５ｍｍｏｌ的质量浓度为１０－３０％的聚乙烯醇溶液，经搅拌１０－５０分钟得前驱体溶液，前驱体溶液再经超声分散１０－５０分钟； ３）将步骤２）制得的前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再加入去离子水使反应容器的填充度为６０－８０％，前驱体溶液的反应温度为１５０－１９０℃，反应时间为１－３６小时，待反应结束，采用１５００－３０００ｒｐｍ的转速的离心分离机，从反应物中分离出产物，分离出的产物再用去离子水冲洗，然后在６０－１００℃条件下烘干，得到自组装的Ｂｉ↓［１２］ＴｉＯ↓［２０］纳米线。
【技术特征摘要】
一种溶液法自组装Bi12TiO20纳米线的制备方法，其特征在于包括以下过程1)按硝酸铋与钛酸四乙酯的摩尔比为(0.5-0.923)∶(0.5-0.077)，称取硝酸铋和钛酸四乙酯进行配料，按每摩尔配料加5-30ml的去离子水，将配料溶于去离子水中，搅拌10-50分钟，用氢氧化钾调节溶液的pH值达到10-14；2)向步骤1)制得的溶液中，按每摩尔配料滴加0.075-0.15mmol的质量浓度为10-30％的聚乙烯醇溶液，经...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯军刚，曲远方，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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