[发明专利]一种Bi5O7NO3或Ag/Bi5O7NO3复合光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种Bi₅O₇NO₃或Ag/Bi₅O₇NO₃复合光催化材料的制备方法，属于纳米复合材料和光催化技术领域。本发明以酒石酸为燃料，五水硝酸铋为铋源，硝酸银为银源，稀硝酸为溶剂，经磁力搅拌配置成混合溶液，随后转移至马弗炉中保温，通过溶液燃烧合成的方法得到Bi₅O₇NO₃或Ag/Bi₅O₇NO₃复合光催化材料。本发明具有制备方法简单，生产周期短，成本低廉等优点，制备得到的Bi₅O₇NO₃或Ag/Bi₅O₇NO₃复合光催化材料具有高效的光催化性能，有利于在光催化、水污染处理等领域广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种复合光催化材料及其制备方法，尤其是一种适用于无机金属氮氧化物的Bi₅O₇NO₃或Ag/Bi₅O₇NO₃复合光催化材料制备方法，属于纳米复合材料和光催化技术领域。

背景技术

近年来，由染料、化学试剂等造成的水污染日趋严重，高效节能无二次污染的光催化降解污水技术越来越引起人们的关注，被认为是颇具潜力的水质处理方法。在光催化技术常用的半导体材料中，具有纤维状，带状，片状以及三维立体花状等多种不同形貌，较宽的可见光吸收范围和较窄的禁带宽度的Bi₅O₇NO₃被认为是可以被广泛应用且具有较大研究前景的高效光催化材料。此外，还可通过负载贵金属，构建异质结复合体系等方法，使其禁带宽度在2.4~3.2 eV之间调整以获得具有更高光催化性能的复合材料。

Kodama等人第一次提出了用热分解五水硝酸铋的方法制备具有良好光催化性能的Bi₅O₇NO₃；Shu Gong等人采用水热法并通过后续的热处理成功制备出具有纳米片结构的Bi₅O₇NO₃；Shujie Yu等人添加表面活性剂用溶解热的方法在pH为12时合成了Bi₅O₇NO₃纳米片。这些研究结果都证明了在可见光下Bi₅O₇NO₃对罗丹明B具有较高的降解性能。在上述制备Bi₅O₇NO₃的方法中，表面活性剂、络合剂及其他原料的添加大大增加了其反应成本，且溶液pH的控制及后续产物的煅烧过程使体系更加复杂化，这一系列操作极大限制了Bi₅O₇NO₃的大规模制备。溶液燃烧合成法是利用金属硝酸盐作为氧化剂，有机燃料作为还原剂，利用两者之间的氧化还原反应放出的热量促使反应以燃烧波的形式自动蔓延。溶液燃烧合成反应制备Bi₅O₇NO₃过程中不需添加表面活性剂、络合剂等其他材料，且无需控制反应体系的酸碱度，工艺简单，成本低，制备周期短并可快速大量制备。目前没有关于溶液燃烧合成制备Bi₅O₇NO₃的研究和报道。