[发明专利]一种超声喷雾法制备氯氧铋微米球光催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声喷雾法制备氯氧铋微米球光催化剂的方法，属于湿法化学制造材料领域。

背景技术

氯氧铋是一种无机材料，多用于颜料市场。最近氯氧铋作为一种新型的光催化剂，吸引了人们的广泛关注。已有研究表明，氯氧铋在紫外光照射下具有比商业二氧化钛P25更好的光催化活性。目前制备氯氧铋的方法主要有水解法、水热法、软模板法、高温固相法等。超声喷雾法与其他方法相比，具有很大的应用价值，利用该方法合成的纳米材料往往具有独特的中空结构，并且具有低密度、比表面积大、表面活性高、表面渗透性强、以及表面易功能化等特点。由于其能对产物的结构、均匀性进行有效的控制，过程简单、成本较低，易于进行工业化应用等优点，超声喷雾法合成的材料在环境、能源、材料、生命科学等很多领域都具有广泛的应用。

目前尚未见到关于超声喷雾法制备氯氧铋材料的专利报道。近几年国内涉及氯氧铋材料的制备方法主要有水解法、水热法和固相法等。如以三氯化铋为原料，稀盐酸为水解剂，碳酸钠为pH调节剂，通过简单的水解、沉淀、固液分离以及干燥等步骤，于常温常压下制备出了大比表面积、均匀微小颗粒的氯氧铋催化剂（申请号为CN201010223215.1，公开号CN101879455B）；将酸化纯水滴加到氯化铋溶液中使得氯化铋水解合成片状珠光氯氧铋（申请号为CN201010147080.5 ，公开号为CN101804965A ）；利用氢氧化钠调节五水硝酸铋和氯化钾混合液的pH至12.5 - 13，然后在160 ℃的温度下水热24小时合成出一种全新计量比的高效氯氧铋可见光催化剂（ 申请号为CN201110444323.6，公开号CN 102553620A）；采用含有等物质的量的阳离子表面活性剂十六烷基硫酸吡啶、NaCl溶液和硝酸铋水溶液混合，满足铋离子与氯离子的物质的量之比为1:1.5，调节pH为7，之后搅拌1 h，然后倒入反应釜中，于170 ℃反应17 h，抽滤、洗涤、烘干即可得氯氧铋（申请号为CN201210136733.9，公开号为CN102671678A）；以硝酸铋为原料，通过加入表面活性剂十六烷基氯化铵共同进行反应，控制添加量，使三价金属铋离子与十六烷基氯化铵的摩尔比为0.1～1∶2，同时用NaOH溶液调节溶液的pH值，使pH值范围在1～14。于120～ 200 ℃下进行水热反应，生成氯氧铋纳米珠光颜料（申请号为CN200510086291.1 ，公开号为CN1730568 ）；中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强等人（申请号为CN200710037607.7，公开号为CN101020143A）公开的一种卤氧化铋材料的用途中提到了其光催化用途。

目前氯氧铋的用途主要是有价金属的提取、颜料及光催化技术领域。如将氯氧铋用碳酸钠溶液进行液相转化脱氯，形成碳酸氧铋，经还原熔炼成粗铋再进一步精炼成精铋（申请号为CN201010621190.0，公开号为CN102041394A）；通过采用选择还原-造锍熔炼从低品位氯氧铋渣中回收粗铋，经火法精炼制精铋，以提高铋、铅、铜有价金属的综合回收率，降低辅助料消耗，降低成本（申请号为 CN200910311608.5，公开号为CN101798630A）；该方法所获得的分散性均匀、光泽性好、性能稳定优异的产品，将在无机颜料，珠光钮扣和珠宝饰物制品等领域拥有广阔的市场前景，并解决了现有技术生产后废水处理困难，保护了生态环境（申请号为CN201010147080.5 ，公开号为CN101804965A）；以硝酸铋为原料，通过加入表面活性剂十六烷基氯化铵共同进行反应，控制添加量，使三价金属铋离子与十六烷基氯化铵的摩尔比为0.1～1∶2，同时用NaOH溶液调节溶液的pH值，使pH值范围在1～14。于120～ 200 ℃下进行水热反应，生成氯氧铋纳米珠光颜料（申请号为CN200510086291.1，公开号为CN1730568）；将氯氧铋光催化剂用于氧化水中有机物的研究中，结果表明该氯氧铋光催化剂具有较好的光催化活性，在太阳光、模拟太阳光照射下与已商业化的P25光催化剂效果相当；在紫外光照射下，光催化效果略高于已商业化的二氧化钛P25光催化剂（申请号为CN201010223215.1，公开号为CN101879455B）。 

目前尚未有超声喷雾法制备氯氧铋材料的专利报道。本发明以五水硝酸铋和氯化钠为原料，利用喷雾热解法制备氯氧铋微米球光催化材料，该材料具有很高的可见光光催化活性，在环境污染治理领域有很大的应用潜力；本发明工艺简单，条件易控，对设备要求较低，便于规模化生产。

发明内容

   本发明的目的在于提供一种超声喷雾法制备氯氧铋微米球光催化剂的方法。