[发明专利]一种独特形貌的HCOOBiO纳米晶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及HCOOBiO纳米晶及其制备方法，特别是纳米线状HCOOBiO纳米晶及其制备方法，属于无机纳米材料制备领域。

背景技术

近年来，一维结构纳米材料如纳米棒，纳米管，尤其是超长纳米线已获得了广泛的应用。例如，纳米线由于具有高比表面积及优良的离子导电性能使其广泛应用于锂离子电池、气体传感器及光催化等方面。

随着工业的发展，染料和重金属已经成为主要的环境污染物。吸附法由于其简单易行，投资少，效益高和可恢复性已经成为一种有效的去污方法。甲酸氧化铋由于其由更多的绿色元素(C、H和O)代替BiXO(X＝Cl,Br,I)中有毒的卤族元素，可能成为新型的光催化材料及吸附剂。

甲酸氧铋具有良好的光催化性能，Fang Duan等人采用以硝酸铋为原料，DMF作为反应物，水作为溶剂，在120℃下水热制得花状HCOOBiO；Jinyan Xiong等人以甲酸钠及硝酸铋为原料，分别以甘露醇、EG、DEG、TEG为溶剂在150℃下水热制得HCOOBiO，所制得HCOOBiO均为纳米片组装形成的花状结构。以上两篇报道所制备的HCOOBiO都为花状或球形结构，另外，文献仅报道了光催化性能，没有研究其对重金属离子及染料的吸附性能。

发明内容

本发明的目的在于提供纳米线状HCOOBiO纳米晶及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种独特形貌的HCOOBiO纳米晶，所述HCOOBiO纳米晶为纳米线状。

利用软化学法制备上述具有独特形貌的HCOOBiO纳米晶的方法，包括以下步骤：

步骤一：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于DMF中；

步骤二：将步骤一溶液置于反应釜中反应；

步骤三：反应结束后洗涤即得纳米线状HCOOBiO纳米晶。

步骤一中所得溶液中Bi(NO₃)₃·5H₂O摩尔浓度为0.033mol/L。

步骤二中所述的反应温度为120℃，反应时间为6-24h。

本发明具有以下显著优点：

1、方法简单，无需加入任何催化剂及模板剂，仅使用DMF及硝酸铋两种原料得到了HCOOBiO纳米晶；

2、所制得的HCOOBiO纳米晶为超长线状，其缠绕可形成网状结构，具有较大的比表面积及孔结构，有利于其性能的提高；

4、该纳米晶对重金属离子Cr(Ⅵ)及甲基橙等染料表现出优异的吸附性能，比花状结构的吸附性能高3倍，有望在工业废水治理领域具有良好的应用。

附图说明

图1为本发明水热法制备具有独特形貌的HCOOBiO纳米晶的流程示意图。

图2为实施例1-3制得的纳米线状HCOOBiO的TEM图((a)实施例1；(b)实施例2；(c)和(d)实施例3)。

图3为本发明得到纳米线状20mg HCOOBiO对不同浓度K₂Cr₂O₇溶液和甲基橙的吸附量随时间变化图((a)K₂Cr₂O₇；(b)甲基橙)。

图4为对比例1和对比例2制得的花状HCOOBiO的TEM图((a)对比例1，(b)对比例2)。

图5为对比例2制得样品对K₂Cr₂O₇溶液和甲基橙的吸附量随时间变化图((c)为K₂Cr₂O₇溶液，(d)为甲基橙)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

结合图1，本发明利用DMF为溶剂及反应物制备具有独特形貌的HCOOBiO纳米晶的方法，其特征包括以下步骤：

步骤一：将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于DMF中，其中Bi(NO₃)₃·5H₂O摩尔浓度为0.033mol/L；

步骤二：将步骤一溶液置于反应釜中反应6-24h，其中反应温度为120℃；

步骤三：反应结束后洗涤即得纳米线状HCOOBiO纳米晶。

实施例1：