(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，包括：将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性；向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO)2CO3。在制备过程中，铋源均匀溶解在酸溶液中，以离子形式存在，加入氨水调节溶液成碱性后铋源以絮状沉淀的形式析出；通入的CO2气体在碱性条件下生成碳酸根，与絮状沉淀发生反应，得到(BiO)2CO3纳米片，该制备过程简单，反应条件温和，制备得到的(BiO)2CO3纳米片可用于水体污染污染物的降解、光解水制氢，能够在环境与能源领域进行广泛的应用，且为资源化利用温室气体CO2提供了一条新途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化的
，尤其涉及一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法。
技术介绍
随着近年来环境污染与能源短缺问题越来越得到科学界的关注，新型能源及新型环保技术成为目前主要的研究对象，其中，光催化技术由于具有材料无毒性、强氧化性和还原性、产物无二次污染、能够利用太阳能等特点，成为处理水污染和大气污染的有效手段之一。光催化技术的主要原理是光催化材料吸收光能，通过光能激发内部的电子跃迁，形成带正电荷的电子空穴与带负电荷的电子，与环境中的污染物发生氧化还原反应，达到降解污染物的目的。目前，在光催化材料中，TiO2因无毒、具有较强的强化能力和稳定的化学性质，成为世界上最当红的光催化材料，然而在现有技术中，TiO2类光催化剂的光量子转换效率低、光响应范围较窄、对可见光的利用率低，从而制约了光催化技术的发展。因此，开发新型的光催化材料成为主要的研究方向。在开发的新的光催化材料的过程中，半导体材料因为具有独特的光催化性质，受到了研究者广泛的关注。在对于半导体光催化材料的研究中，铋系半导体光催化材料因具有独特的电子结构，优良的光吸收能力和较高的光催化性能，从而得到广泛的研究和开发。其中，(BiO)2CO3的应用最为广泛。在(BiO)2CO3的结构中，Bi6s和Bi6p轨道分别参与价带和导带的构成，使禁带宽度变窄；Bi6s和02p轨道杂化使得铋系光催化剂的价带更为分散，有利于光生空穴在价带上的移动，从而降低光生空穴与光生电子的复合，使得铋系光催化剂具有良好的光催化活性。现有技术对于(BiO)2CO3的制备方法进行了报道，主要包括水热法等，如公开号为CN102600829的中国专利公开了一种铋系光催化剂及其制备方法，用有机铋源和氮源在水溶液中进行水热反应，制备铋系光催化剂，其中氮源可以为氨水、硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、单氰铵或二氰二氨。但水热法制备铋系光催化剂反应温度要求较高，反应时间较长，且反应需在高压釜中进行，有一定的危险性，从而不利于广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，本专利技术提供的制备方法制备得到的(BiO)2CO3具有较高的光催化活性且工艺过程简单、无需高温高压条件。本专利技术提供了一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，包括:将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性；向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO) 2C03。优选的，所述铋源选自硝酸铋、氯化铋和硫酸铋中的一种。优选的，所述酸溶液为硝酸、盐酸、硫酸或醋酸。优选的，所述酸溶液的摩尔浓度为0.1moL/L 5moL/L。优选的，所述铋源在酸溶液中的摩尔浓度为0.0 ImoL/L 10moL/L。优选的，所述加入氨水使反应液呈碱性具体为加入氨水后使得溶液中铵根离子的浓度为 0.1moL/L 8moL/L。优选的，所述铋源与CO2气体的摩尔比为(I 10): (I 1000)。优选的，所述铋源与CO2气体的摩尔比为(2 8):(10 800)。优选的，所述通入CO2气体具体为:在溶液的温度为5°C 85°C的条件下通入CO2气体。优选的,所述(BiO)2CO3具有纳米片结构,所述纳米片长度为IOnm IOOOnm,厚度为 15 30nm。本专利技术提供了一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，包括:将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性；向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO)2C03。在制备过程中，铋源均匀溶解在酸溶液中，以离子形式存在，加入氨水调节溶液成碱性后铋源以絮状沉淀的形式析出；通入的CO2气体在碱性条件下生成碳酸根，与絮状沉淀发生反应，得到(BiO)2CO3纳米片，该制备过程简单，反应条件温和，制备得到的(BiO)2CO3纳米片可用于水体污染污染物的降解、光解水制氢，能够在环境与能源领域进行广泛的应用，且为资源化利用温室气体CO2提供了一条新途径。。实验结果表明，本专利技术提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂在可见光的照射下，对NO的去除率达到32.1%。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO气体的降解率曲线图；图2为本专利技术实施例2提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO气体的降解率曲线图；图3为本专利技术实施例3提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO气体的降解率曲线图；图4为本专利技术实施例4提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱；图5为本专利技术实施例5提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱；图6为本专利技术实施例6提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱；图7为本专利技术实施例6提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的TEM图谱；图8为本专利技术实施例7提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；图9为本专利技术实施例8提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；图10为本专利技术实施例9提供的(BiO)2C03纳米片光催化剂的SEM图谱；图11为本专利技术实施例10提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱。具体实施例方式本专利技术提供了一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，包括:将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性；向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO) 2C03。本专利技术首先将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性。在本专利技术中，将铋源溶解在酸溶液中，得到混合溶液，所述铋源优选选自硝酸铋、氯化铋和硫酸铋中的一种，更优选选自硝酸铋和硫酸铋中的一种；所述酸溶液优选为硝酸、盐酸、硫酸或醋酸，更优选为硝酸、盐酸或硫酸，最优选为硝酸或盐酸；所述酸溶液的摩尔浓度优选为0.1moL/L 5moL/L,更优选为0.2moL/L 1.8moL/L,最优选为0.5moL/L 1.5moL/L ;所述秘源在酸溶液中的摩尔浓度优选为0.0 ImoL/L 10moL/L,更优选为0.1moL/L 9moL/L,最优选为0.2moL/L 8moL/L。铋源在酸溶液中能够抑制水解形成均匀溶液，铋源以离子形式存在。将铋源溶解在酸溶液中，得到混合溶液后优选搅拌所述混合溶液，得到混合均匀的铋源溶液，本专利技术对于所述搅拌的参数，如温度，时间等没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可。在本专利技术中，所述搅拌的时间优选为30min 60min,更优选为40 50min。得到混合均匀的铋源溶液后，加入氨水至反应液呈碱性。具体为得到混合均匀的铋源溶液后加入氨水使反应液呈碱性具体为加入氨水后使得溶液中铵根离子的浓度优选为0.1moL/L 8moL/L,更优选为ImoL/L 7moL/L,最优选为2moL/L 6moL/L ;在本专利技术中优选用浓氨水条件溶液的酸碱性，优选浓氨水的浓度为15moL/L 20moL/L，更优选为15moL/L 17moL/L ;加入浓氨水后溶液的氨水的浓度优选为ImoL/L 4moL/L,更优选为ImoL/L 2moL/L,所述加入氨水的方式优选为滴加。调节溶液呈碱性后，铋源以均匀的絮状沉淀的形式析出，二氧化碳在碱性的条件下才能生成碳酸根与絮状沉淀发生反应。在本专利技术中优选将得到的反应混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，包括：将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性；向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO)2CO3。

【技术特征摘要】
1.一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，包括: 将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性； 向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO) 2C03。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铋源选自硝酸铋、氯化铋和硫酸铋中的一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为硝酸、盐酸、硫酸或醋酸。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液的摩尔浓度为0.1moL/L 5moL/L。5.根据权利要求1 4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述铋源在酸溶液中的摩尔浓度为0.0lmoL/L 10moL/L。6.根据权利要求1所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：董帆，边际，欧美娅，关美艳，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：