[发明专利]一种具有光催化性能的碳酸氧铋纳米盘及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有光催化性能的碳酸氧铋纳米盘及其制备方法，其以硝酸铋、碳酸氢钠为主要原料，掺加氯化亚锡复合而成，为纳米盘状颗粒，粒径分布在5‑25 nm；制备方法包括以下步骤：（1）以硝酸铋、碳酸氢钠的摩尔比为2：1的量称取原料，加入水中，搅拌均匀，再按硝酸铋与氯化亚锡摩尔比100：1‑50的比例加入氯化亚锡，搅拌均匀，得悬浮液；（2）将该悬浮液置于反应釜中，100‑200℃保温5‑15 h进行反应；（3）反应完成后，自然冷却至室温，对产物进行抽滤，离心，洗涤，40‑80℃下烘干，即得到碳酸氧铋纳米盘。本发明的纳米盘碳酸氧铋在制备过程中不添加任何有机溶剂，对环境和人体无危害；且流程简单，条件温和，生产成本低，易于实现工业化，适于推广使用。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种具有光催化性能的碳酸氧铋纳米盘及其制备方法。

背景技术

目前，在工业的污染中，染料废水的污染因其具有排放量大、色度高、成分复杂、腐蚀性强、毒性大的特点，一直都是废水治理中的难题。传统的处理方法不仅周期较长，费用高，成本大，而且也耗费了大量的人力物力，因此急需探求新的治理方法。

自从1972年Fujishima和Honda发现在光照的条件下，二氧化钛（TiO₂）微粒上可以使水发生氧化还原反应以来，半导体光催化技术以其利用太阳能﹑无二次污染等特点引起了全球众多学者的关注。最近，随着光化学及技术的发展和进步，利用光催化剂消除环境中的各种污染物的研究已引起人们的广泛关注。目前，半导体光催化已被视为消除环境污染物最具有潜力和价值的途径，而且，已经有大量的光催化剂被开发。然而，传统的光催化剂，例如其中最具有代表性的材料TiO₂只是对紫外光具有较高的光催化活性，在可见光下的催化活性较低，因此，人们对开发可见光具有高光催化活性的新型材料存在极大的需求。

申请号CN2013102257260的中国专利申请公开了一种高活性TiO₂纳米盘光催化剂的合成方法，首先将水与冰醋酸、氢氟酸混合；再加入钛酸四丁酯后机械搅拌10min；将上述溶液放入反应釜180 ℃水热24h；然后分离沉淀，将沉淀用水离心洗涤3次，60℃干燥，600℃煅烧2h；自然冷却至室温，即得。本发明制备的TiO₂光催化活性比较高，但是只在紫外光下有较高的光催化活性，适应范围比较窄。

申请号CN2014107535106的中国专利申请公开了一种复合光催化剂In₂O₃/CNB及其制备方法，首先分别称取含氮有机物和含硼化合物，混合后溶解，再除去混合物中的溶剂，将除去溶剂后得到的固体煅烧，冷却，制得CNB；再分别称取In₂O₃和CNB，混合后粉碎、煅烧、冷却，得到复合光催化剂。本发明制备过程中连续使用煅烧工艺，而煅烧工艺通常温度很高，反应条件要求较高且能源消耗大，生产成本高。

发明内容

针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种具有光催化性能的碳酸氧铋纳米盘及其制备方法；本发明在可见光下即可实现对亚甲基蓝的降解，降解率达98%，且原料价格低廉，反应条件温度，生产成本较低。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种具有光催化性能的碳酸氧铋纳米盘，以硝酸铋、碳酸氢钠为主要原料，掺加氯化亚锡复合而成，为纳米盘状颗粒，粒径分布在5-25 nm，主要分布在7-13 nm。

一种具有光催化性能的碳酸氧铋纳米盘的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照硝酸铋、碳酸氢钠的摩尔比为2：1称取原料，加入水中，搅拌均匀，再按硝酸铋与氯化亚锡摩尔比100：1-50的比例加入氯化亚锡，搅拌均匀，得悬浮液；

（2）将该悬浮液置于反应釜中，100-200 ℃保温5-15 h进行反应；