本发明专利技术提供了一种合成γ相(体心立方结构)氧化铋的方法，其特征在于：以商业化的α相或β相Bi2O3为原料，将一定量的原料装入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再加入去离子水使反应器具有一定的填充度，并加入一定量的NaOH或KOH溶液，调节体系的pH值，然后将反应釜放入烘箱，在一定的反应温度下进行水热反应，反应完毕后，进行固液分离，再用去离子水洗涤，然后在空气中进行干燥处理，即可得到γ相Bi2O3。本方法具有原料易得，设备和工艺简单，所使用的离子溶液可循环使用，实现零排放，对环境无污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水热制备Y相Bi2O3的新方法，属于无机化工
技术介绍
氧化铋是一种重要的功能材料，具有α、β、Y和σ四种晶型，分别属于单斜结构、四方结构、体心立方结构和面心立方结构。氧化铋的性能和应用领域与其晶体结构密切相关。比如，S相的Bi2O3是迄今为止导电率最高的离子导体，其导电率约为IScnT1,比其他晶型的氧化铋高几个数量级；邹文等比较了不同晶型Bi2O3的可见光光催化活性，发现在可见光照射下Bi2O3的光催化降解罗丹明B的活性为Y -Bi2O3 > β -Bi2O3 > α -Bi2O3 (无机化学学报2009，25，1971)。因此，如何可控的制备和生产不同晶相的氧化铋具有重大的科研价值和应用前景，生产特殊晶型粉体也是今后生产厂家发展的重要方向。传统方法生产的Bi2O3都是α相氧化铋(中国专利ZL03151466. 9 ；CN1850621A ； CN101811732A)。这主要是因为α相Bi2O3是热力学稳定晶体形态，在727°C以下稳定存在。 将α相Bi2O3升温至727°C，将会发生α相到δ相的晶相转变；δ相将稳定存在至Bi2O3 的熔点(8M°C)；在降温过程中，控制不同的降温速度，分别在650°C或者639°C，δ相的 Bi2O3将转变为β相或者Y相，进一步降低温度，β相和Y相氧化铋又都将转变为室温热力学稳定的α相。由此可见，除了 α相Bi2O3，其他晶相的Bi2O3都仅在一定的温度范围内存在，虽然，大量的研究结果表明在Bi2O3中掺杂一些其他元素，可以扩大亚稳态Bi2O3的稳定存在温度范围。比如，在Bi2O3中惨入少量的Al、B、Ga、Si等元素后，可在室温下获得γ 相的Bi2O3，但是掺入的其他元素，会显著影响Bi2O3特有的性质。因此，如何在室温下制备纯的亚稳态Bi2O3是一个巨大的挑战。近年来，国际和国内在这一领域均有所突破，如Tseng T K等报道了在表面活性剂作用下制备Y相Bi2O3的方法(ACS Appl. Mater. Inter. 2010，2，943.)，郑波等利用电化学方法制备了 Y相Bi2O3 (高等学校化学学报2005，26，628)。然而，在这些方法中较为复杂的设备和工艺流程以及表面活性剂的使用，增加了制备成本，难以实现规模化工业生产。因此，研究和探索工艺简单、成本相对低廉的工艺方法来制备Y相Bi2O3具有重大的现实意义。本专利技术提供了一种新型绿色化学方法，通过控制反应条件，基于Bi2O3在水热条件下的相变过程来制备Y相Bi203。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Y相氧化铋的制备方法，该方法可以在较低的温度条件下，采用廉价易得的原料，制备Y相Bi2O3，填补γ相Bi2O3规模化制备方面的空白。本专利技术的技术解决方案是以商业化的α相或β相Bi2O3为原料。将一定量的原料装入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，再加入去离子水使反应器具有一定的填充度，并加入一定量的NaOH或KOH溶液，调节体系的PH值。然后将反应釜放入烘箱，在一定的反应温度下进行水热反应，反应完毕后，进行固液分离，再用去离子水洗涤，然后在空气中进行干燥处理，即可得到Y相Bi203。 该方法对PH值极为敏感，初始反应体系的pH值应控制在12. 5 14之间。具体实施方式如下(1)以α相或β相氧化铋为原料，溶剂为去离子水，在加入去离子水后，α相或 β相氧化铋原料浓度为0. OlM 3Μ ；(2)将所述的原料在去离子水中分散均勻后，加入浓度为IM IOM的PH调节剂， 调节PH值至12. 5 14，装入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中；(3)将反应釜放入烘箱，在120°C 220°C的温度范围内保温1 48小时，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色的、相Bi203。所述的pH调节剂可选用NaOH、Κ0Η,也可采用其他能调节溶液pH值在12. 5 14 间的其他PH调节剂。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本专利技术采用商业化的α相或β相Bi2O3粉末为原料，利用水热反应，制备出γ相Bi2O3,其产物的纯度，可通过α相或β相Bi2O3前驱体的纯度来控制；所使用的离子溶液可循环使用，实现零排放，对环境无污染；设备和制备工艺简单，操作安全可靠，易于工业化生产，具有很好的产业化前景。附图说明图1为实施例1所制得γ -Bi2O3和α -Bi2O3原料的X-射线衍射图。图2为所用的α -Bi2O3原料的扫描电镜图。图3为实施例1所制得Y-Bi2O3的扫描电镜图。具体实施例方式下面以具体实施例的方式说明本专利技术，但不止局限于以下实施例。实施例1 称取Immol α -Bi2O3粉末至于23mL的不锈钢耐压反应釜中，加入6mL去离子水， 搅拌使其分散均勻，再加入8M KOH溶液，调节体系的pH值为13.5。密封反应釜，在160°C 反应24h后，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色粉末。产物经X射线粉末衍射鉴定为Y_Bi203(图1)。扫描电镜表明不规则的Ci-Bi2O3粉末(图2)，经实施例1 所述方法处理后，可以得到规则的微米级立方形Y-Bi2O3颗粒(图3)。实施例2 称取0. 2mmol β-Bi2O3粉末至于23mL的不锈钢耐压反应釜中，加入9mL去离子水， 搅拌使其分散均勻，再加入8M KOH溶液，调节体系的pH值为12.6。密封反应釜，在160°C 反应24h后，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到淡黄色粉末。产物经X射线粉末衍射鉴定为Y-Bi2O315实施例3 称取5mmol β-Bi2O3粉末至于IOOmL的不锈钢耐压反应釜中，加入30mL去离子水， 搅拌使其分散均勻，再加入8M NaOH溶液，调节体系的pH值为13.2。密封反应釜，在180°C 反应证后，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色粉末。产物经X射线粉末衍射鉴定为Y-Bi2O315实施例4 称取0. Immol α-Bi2O3粉末至于23mL的不锈钢耐压反应釜中，加入8mL去离子水， 搅拌使其分散均勻，再加入4MNaOH溶液，调节体系的pH值为13.5。密封反应釜，在120°C 反应24h后，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色粉末。产物经X射线粉末衍射鉴定为Y-Bi2O315实施例5 称取0. 2mmol β-Bi2O3粉末至于23mL的不锈钢耐压反应釜中，加入8mL去离子水， 搅拌使其分散均勻，再加入IOM KOH溶液，调节体系的pH值为13.8。密封反应釜，在160°C 反应池后，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色粉末。产物经X射线粉末衍射鉴定为Y-Bi2O31权利要求1.一种Y相氧化铋的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤(1)以α相或β相氧化铋为原料，溶剂为去离子水，在加入去离子水后，α相或β相氧化铋原料浓度为0. OlM 3Μ ；(2)将所述的原料在去离子水中分散均勻后，加入浓度为IM IOM的ρΗ调节剂，调节 ρΗ值至12. 5 14，装入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中；(3)将反应釜放入烘箱，在120°C 220°C的温度范围内保温1 48小时，冷却至室温， 以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色的、相本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种γ相氧化铋的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：（１）以α相或β相氧化铋为原料，溶剂为去离子水，在加入去离子水后，α相或β相氧化铋原料浓度为０．０１Ｍ～３Ｍ；（２）将所述的原料在去离子水中分散均匀后，加入浓度为１Ｍ～１０Ｍ的ｐＨ调节剂，调节ｐＨ值至１２．５～１４，装入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中；（３）将反应釜放入烘箱，在１２０℃～２２０℃的温度范围内保温１～４８小时，冷却至室温，以漏斗抽滤，经去离子水洗涤后，得到黄色的γ相Ｂｉ２Ｏ３。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周莹，林元华，谢娟，武元鹏，曾德智，朱红钧，严仁田，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：90
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