(BiO)₂CO₃纳米片光催化剂的制备方法

专利名称：(BiO)₂CO₃纳米片光催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及光催化的技术领域，尤其涉及一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法。
背景技术：
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。

发明内容
本发明的发明目的在于提供一种(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法，本发明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。本发明提供了一种(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。本发明提供了一种(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，本发明提供的(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%。


图1为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例4提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱；图5为本发明实施例5提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱；图6为本发明实施例6提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱；图7为本发明实施例6提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的TEM图谱；图8为本发明实施例7提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；图9为本发明实施例8提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；图10为本发明实施例9提供的(BiO)2C03纳米片光催化剂的SEM图谱；图11为本发明实施例10提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱。
具体实施例方式本发明提供了一种(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。本发明首先将铋源溶解在酸溶液中，加入氨水至反应液呈碱性。在本发明中，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，本发明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。在本发明中，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 ;在本发明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。在本发明中优选将得到的反应混合物置于水域环境中，水域温度优选为5°C 85°C，更优选为25°C 65°C。向得到的反应混合物中通入CO2气体，反应后得到(BiO) 2C03。所述CO2气体的浓度优选为0.1% 100%，更优选为80% 100%，其中除100%为纯CO2气体外其余浓度为空气稀释的CO2气体；所述CO2气体的通入流速优选为0.1 100L/min，更优选为0.5 10L/min,最优选为0.8 1.5L/min ;所述CO2气体的通入时间优选为5 60min,更优选为10 50min,最优选为20 40min。在本发明中，所述秘源与所述CO2气体的摩尔比优选为(I 10): (I 1000)，更优选为(2 8):(10 800)。本发明使用CO2气体提供碳源，避免使用有机铋源或碳酸盐等，减小了环境污染，降低了毒性，又提供了一种资源化利用CO2气体的新方法，更有利于能源的广泛利用。反应后，本发明优选将反应体系冷却，得到反应产物。本发明对于所述冷却的参数，如温度等没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却技术方案即可。得到反应产物后，本发明优选将所述反应产物进行离心、过滤、洗涤后，得到固体产品。所述洗涤优选为水洗后有机溶剂洗涤，本发明对于所述离心、过滤、水洗、有机溶剂洗涤的参数没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的离心、过滤、水洗、有机溶剂洗涤的技术方案即可。在本发明中，所述水洗优选为去离子水洗；所述有机溶剂洗优选为乙醇；所述水洗的系数优选为I 5次，更优选为2 3次；所述有机溶剂洗涤的次数优选为I 5次，更优选为2 3次。得到固体产品后，优选将所述固体产品干燥，得到(BiO)2CO315本发明对于所述干燥的参数，如温度、时间等没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的干燥方式的技术方案即可。在本发明中，所述干燥的温度优选为50°C 100°C，更优选为60°C 90°C，最优选为70°C 85 。对本发明提供的铋系光催化剂进行XRD分析，结果表明，本发明制备的铋系光催化剂的物相为(BiO)2CO30对本发明提供的(BiO)2CO3光催化剂进行投射电子显微镜扫描，结果表明，所述(BiO)2CO3光催化剂具有纳米片结构，所述纳米片长度优选为IOnm lOOOnm，更优选为50 400nm ;厚度为15 30nm,更优选为15 25nm。对本发明提供的(BiO)2CO3特殊的纳米片结构能够增强光生电子和空穴的分离，从而提高其光催化活性。本发明对制备出的(BiO)2CO3光催化剂的光催化活性进行了测试，具体测试方法及结果如下:在相对湿度为40% 80%、氧气含量为20% 25%、提供的铋系光催化剂用量为0.15g 0.2g的条件下，将所述催化剂置于NO连续流中，所述NO的初始浓度优选为500 610ppb，气体流量为 I 3L/min，采用150W金属卤化物灯，使其对所述光催化剂进行照射，得到其对NO的去除率。实验结果表明，本发明提供的铋系光催化剂在可见光的照射下，对NO的去除率为29.5% 32.1%，这说明本发明提供的铋系光催化剂具有较高的可见光催化活性。本发明提供了一种(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。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的制备方法进行详细描述。实施例1将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为0.91mol/L为的稀硝酸，将1.21g的Bi (NO3) 3，溶解于稀硝酸中，搅拌50min，至固体全部溶解，此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，滴加15mol/L的浓氨水7mL，至浓氨水最后浓度为lmol/L，使反应液呈碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在65°C恒温水域条件下，将CO2气体以100%的浓度，以1.lL/min的流速通入到反应混合物中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)20)3纳米片光催化剂用于对NO的去除，具体过程如下:在相对温度为60%、氧气含量为21%的条件下，将实施例1制备得到的0.15g (BiO)2CO3纳米片光催化剂置于NO连续流中，NO的初始浓度为610ppb，气体流量为2.414L/min，采用150W金属卤化物灯，使全光谱对(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行照射，结果表明，NO的去除率为30.4%，如图1所示。图1为本发明实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO气体的降解率曲线图。实施例2将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3,溶解于稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液呈碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在45°C恒温水域条件下，将CO2气体按照100%的浓度，以1.lL/min的流速通入到反应混合物中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。按照本发明实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO的去除方法，对本发明实施例2制备得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的催化性能进行检测，结果表明对NO的去除率为29.5%，如图2所示。图2为本发明实施例2提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO气体的降解率曲线图。实施例3将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL得到摩尔浓度为0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3,溶解于稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，再滴加15mol/L的浓氨水24mL，至浓氨水最后浓度为3mol/L，使整个溶液呈碱性状态，便于CO2气体溶入溶液当中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在85°C恒温水域条件下，将CO2气体按照100%的浓度，以1.lL/min的流速通入反应混合物中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到本发明提到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。按照本发明实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO的去除方法，对本发明实施例3制备得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的催化性能进行检测，结果表明，对NO的去除率为32.1%，如图3所示。图3为本发明实施例3提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO气体的降解率曲线图。实施例4将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为0.91mol/L的稀硝酸，将2.42g的Bi (NO3) 3，溶解于稀硝酸中，搅拌50min，至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在10°C恒温水域条件下，将0)2气体按照100%的浓度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行XRD分析，结果如图4所示，图4为本发明实施例4提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱，由图4可以看出，本实施例4制备得到的铋系光催化剂的物相为(BiO)2CO315按照本发明实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO的去除方法，对本实施例4制备得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的催化性能进行检测，结果表明，对NO的去除率为32.09%。
实施例5将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3,溶解于稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在45°C恒温水域条件下，将CO2气体按照100%的浓度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中，持续通气5min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行XRD分析，结果如图5所示，图5为本发明实施例5提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱，由图5可以看出，本实施例5制备得到的铋系光催化剂的物相为(BiO)2CO315按照本发明实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO的去除方法，对本实施例5制备得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的催化性能进行检测，结果表明，对NO的去除率为29.81%。实施例6将20.5mL密度为1.4g/mL的浓硝酸稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为4.55mol/L的稀硝酸，将1.21g的Bi (NO3) 3，溶解于稀硝酸中，搅拌50min，至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，再滴加15mol/L的浓氨水75mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L,使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液当中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在45°C恒温水域条件下，将CO2气体按照100%的深度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中，持续通气60min。停止通气后将得到的反应产物进行离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行XRD分析，结果如图4所示，图6为本发明实施例6提供的的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的XRD图谱，由图6可以看出，本实施例6制备得到的铋系光催化剂的物相为(BiO)2CO315按照本发明实施例1提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂对NO的去除方法，对本实施例6制备得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的催化性能进行检测，结果表明，对NO的去除率为29.97%。本发明将本发明实施例6制备得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行TEM扫描分析，结果如图7所示，图7为本发明实施例6提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的TEM图谱，由图7可知，本实施例6制备的(BiO)2CO3纳米片光催化剂为纳米片状，长度为200nm，厚度为 30nm。实施例7将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3，倒入稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，再滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液当中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在65°C恒温水域条件下，将CO2气体按照100%的浓度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行SEM扫描分析，结果如图8所示，图8为本发明实施例7提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；由图8可知，本实施例7制备的(BiO)2CO3纳米片光催化剂为纳米片状，纳米片长度为500nm，厚度为25nm。实施例8将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3，倒入稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，再滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在45°C恒温水域条件下，将CO2气体按照100%的浓度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中，持续通气lmin。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行SEM扫描分析，结果如图9所示，图9为本发明实施例8提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；由图9可知，本实施例8制备的(BiO)2CO3纳米片光催化剂为纳米片状，纳米片长度为300nm，厚度为20nm。实施例9将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为
0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3，倒入稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，再滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液当中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在85°C恒温水域条件下，将CO2气体按照1%的浓度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行SEM扫描分析，结果如图10所示，图10为本发明实施例9提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；由图10可知，本实施例9制备的(BiO)2CO3纳米片光催化剂为纳米片状，纳米片长度为400nm，厚度为15nm。实施例10将4.1mL密度为1.4g/mL的浓硝酸用去离子水稀释至IOOmL,得到摩尔浓度为
0.91mol/L的稀硝酸,将1.21g的Bi (NO3) 3，倒入稀硝酸中，搅拌50min,至固体全部溶解。此时，Bi (NO3) 3溶解在稀硝酸中以离子的形式存在，再滴加15mol/L的浓氨水15mL，至浓氨水最后浓度为2mol/L，使整个溶液碱性状态，便于CO2气体溶入溶液中，此时Bi (NO3) 3溶解在溶液当中的离子会析出，并以絮状沉淀的形式存在。在25°C恒温条件下，将0)2气体按照10%的浓度，以1.lL/min的流速通入至反应混合物中中，持续通气30min。停止通气后将得到的反应产物离心、过滤、洗涤、干燥后得到(BiO)2CO3纳米片光催化剂。本发明将得到的(BiO)2CO3纳米片光催化剂进行SEM扫描分析，结果如图11所示，图11为本发明实施例10提供的(BiO)2CO3纳米片光催化剂的SEM图谱；由图11可知，本实施例10制备的(BiO)2CO3纳米片光催化剂为纳米片状，纳米片长度为50nm，厚度为20nm。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
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所述的制备方法，其特征在于，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。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铋源与CO2气体的摩尔比为(I 10):(1 1000)。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铋源与CO2气体的摩尔比为(2 8):(10 800)。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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。
全文摘要
本发明提供了一种(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。
文档编号B01J27/232GK103084195SQ20131006370
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者董帆, 边际, 欧美娅, 关美艳 申请人:重庆工商大学