[发明专利]一种铋酸钙纳米线的制备方法

说明书

本发明公开了一种铋酸钙纳米线的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。该方法具体是首先将铋酸钠与乙酸钙混合均匀，然后将铋酸钠与乙酸钙混合粉末置于刚玉管反应容器的高温区，氧化铝片置于刚玉管反应容器的低温区，并密封反应容器，将高温区加热至1200～1400℃、低温区加热至100～200℃，保温0.5～2h，得到了表面含有褐色沉积物的氧化铝片；随后将该氧化铝片固定于反应容器中间，将铋酸钠、乙酸钙与水混合后置于反应容器内并密封，于温度400～500℃、保温48～96h。本发明采用两步反应过程，制备过程简单、易于控制，所得铋酸钙纳米线在光催化、吸附及半导体等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种铋酸钙纳米线的制备方法。

背景技术

铋酸钙材料具有良好的光催化、吸附及半导体特性，在光催化、吸附及半导体等领域具有良好的应用前景，引起了人们的广泛研究兴趣。钟小超等(钟小超,陈兵,邱晓艳,杨骏.形貌可控的铋酸钙的合成及其光催化性能.科学技术与工程,15(2015)137-139.)报道了以硝酸铋、硝酸钙、硝酸、氨水、柠檬酸、乙二胺四乙酸及氢氧化钠作为原料，通过水热法和溶胶凝胶法可以制备出微米级尺寸、无规则形貌的铋酸钙(CaBi₂O₄)颗粒和十字架形貌的铋酸钙(Ca₄Bi₆O₁₃)。王永姣(王永姣.铋酸钙、铋酸锶催化剂的制备及其光催化性能研究.浙江金华:浙江师范大学硕士学位论文,2012.)报道了以氧化铋和硝酸钙作为原料，通过浸渍法制备出了花朵状的铋酸钙(CaBi₆O₁₀)，花朵状的铋酸钙由纳米片构成，纳米片的厚度为40nm。纳米材料的形貌对于其性能具有重要的影响，虽然目前已有纳米片构成的花朵状铋酸钙的报道，但是其它形貌的纳米铋酸钙，例如铋酸钙纳米线也可望具有优异的性能。然而，到目前为止还未有关于铋酸钙纳米线的报道。铋酸钙纳米线作为一种特殊形貌的铋酸钙纳米材料，尺寸小，可以作为光催化、吸附及半导体材料，在光催化、吸附及半导体等领域具有良好的应用前景。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铋酸钙纳米线的制备方法。

该制备方法如下：

步骤1：以铋酸钠、乙酸钙作为原料，氧化铝片作为沉积衬底，氩气作为载气，首先将铋酸钠与乙酸钙混合均匀，然后将铋酸钠与乙酸钙的混合粉末置于刚玉管反应容器的高温区，氧化铝片置于刚玉管反应容器的低温区，并密封反应容器，将高温区加热至1200～1400℃、低温区加热至100～200℃，保温0.5～2h，氩气流速为30～60cm³/min，从而得到了表面含有褐色沉积物的氧化铝片。

所述铋酸钠与乙酸钙的摩尔比为2:1。

步骤2：将步骤1得到的表面含有褐色沉积物的氧化铝片作为沉积衬底，铋酸钠、乙酸钙作为原料，水为溶剂，首先将步骤1得到的表面含有褐色沉积物的氧化铝片固定于反应容器中间，然后将铋酸钠、乙酸钙与水混合后置于反应容器内并密封，于温度400～500℃、保温48～96h，最终在氧化铝片表面得到了絮状褐色沉积物，即为铋酸钙纳米线。

所述铋酸钠与乙酸钙的摩尔比为2:1。

所述铋酸钠、乙酸钙的总重量占水重量的10～30％。

所述铋酸钠、乙酸钙和水总量占反应容器的填充度为15～30％。

本发明的科学原理如下：