[发明专利]一种24面体BiOV4

说明书

一种暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶的制备方法，包括以下步骤：(1)将2mmol五水合硝酸铋、0.5g十二烷基苯磺酸钠加入20mL 2M硝酸溶液中，然后将其磁力搅拌0.5h待其完全溶解得到A溶液；(2)将2mmol偏钒酸铵加入20mL 2M氢氧化钠溶液中，将其超声1min待其完全溶解得到B溶液；(3)将B溶液逐滴滴入A溶液中，然后磁力搅拌0.5h，用2M氢氧化钠调其pH＝1，得到橙黄色浑浊液，然后将此浑浊液转移至100mL水热釜中；(4)待在180℃温度下水热反应2小时，产物经离心和洗涤后干燥；由此得到暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶，将其用于光催化能取得良好的效果。

技术领域

本发明涉及暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶的制备方法，由此制备的暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶可用于光催化领域，比如光催化需氧氧化苯甲醇转化为苯甲醛，属于新材料技术领域。

背景技术

高指数晶面是指一系列米勒指数{hlk}中至少一个大于1的晶面，其在阶梯、边缘、缺陷等地方具有高密度的低配位原子可以作为活性位点，从而具有一系列奇特的物理和化学性质以至于比低指数晶面展现出更高的化学反应活性。因此，成为新的基础和技术研究热点。

然而，迄今为止只能够合成出一些暴露高指数晶面贵金属(如Au、Pd、Pt 及其合金)和几种暴露高指数晶面二元金属氧化物(如Co₃O₄、锐钛矿型TiO₂、 Fe₃O₄、Cu₂O、SnO₂)。由于在晶体生长过程中，为了减少总表面能，高指数晶面一般比低指数晶面生长更快，以至于最后消失，并且二元或三元金属氧化物中存在很强的金属与氧原子形成的离子键及其具有多种原子堆积模式。因此，合成二元或三元金属氧化物暴露高指数晶面纳米晶/微米晶受到限制。

相比于二元金属氧化物，合成三元金属氧化物显得更加有意义，因为三元金属氧化物不仅具有更加复杂的功能，而且它们的性质可以通过改变所含元素的含量进行调控。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶的制备方法，该方法采用溶剂热法，在比较温和的条件下合成出暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶，操作简便；本发明的另一目的是提供一种暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶的用途。即暴露高指数晶面的24 面体BiOV₄凹面体微米晶用于光催化。由于高指数晶面的暴露,有利于光生电子与空穴的空间分离,这种BiVO₄凹面体微米晶能够活化光催化需氧氧化苯甲醇转化为苯甲醛。而暴露低指数晶面的BiVO₄微米晶以及非晶面暴露的BiVO₄微米晶却是几乎没有活性的。

本发明技术方案是：一种暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶的制备方法，包括以下步骤：(1)将五水合硝酸铋、0.5±0.1g十二烷基苯磺酸钠加入20mL 2±0.1M硝酸溶液中，然后将其磁力搅拌待其完全溶解得到A溶液； (2)将偏钒酸铵加入20mL 2±0.1M氢氧化钠溶液中，将其超声待其完全溶解得到B溶液；(3)将B溶液逐滴滴入A溶液中，然后磁力搅拌，用2M氢氧化钠调其pH至1±0.2，将此橙黄色浑浊液转移至100mL水热釜中；(4)待180 ±20℃温度下水热反应2h以上，产物经离心和洗涤后干燥；由此得到暴露高指数晶面的24面体BiOV₄凹面体微米晶。

所述五水合硝酸铋、偏钒酸铵的摩尔比为1:1，加入十二烷基苯磺酸钠的质量为0.5g左右。

用65％～68％wt的浓硝酸溶液在容量瓶中加入二次去离子水配置成浓度为 2M左右的硝酸溶液。