[发明专利]一种Bi/ZnO纳米异质材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种Bi/ZnO纳米异质材料，其特征在于，按如下方法制备得到：

（1）将铋盐、卤素化合物、反应溶剂混合，经水热反应制备获得Bi-O-X纳米材料；

所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：0.2~3；

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O；

所述卤素化合物为NaBr、NaCl、NaI、KBr、KCl、KI、[C₁₆mim]Br或CTAB；

（2）将步骤（1）所得Bi-O-X纳米材料分散在醇系溶剂中，搅拌0.5~2h，然后滴加锌盐的水溶液，搅拌0.5~2h，接着滴加碱性物质的水溶液，搅拌1~4h，得到混合液，将所得混合液升温至140~200℃进行水热反应6~36h，之后冷却至室温，离心、洗涤、真空干燥，得到Bi/ZnO纳米异质材料；

所述锌盐的用量以Bi-O-X纳米材料的质量计为0.0375~0.1mol/g；

所述碱性物质的用量以Bi-O-X纳米材料的质量计为0.225~0.6mol/g。

2.如权利要求1所述的Bi/ZnO纳米异质材料，其特征在于，步骤（1）中：

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KBr，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1.1，反应溶剂为乙二醇，水热反应的温度为160℃，时间为12h，所得Bi-O-X纳米材料为BiOBr纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KBr，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：0.3，反应溶剂为4mol/L HNO₃水溶液，水热反应的初始pH为13，温度为110℃，时间为12h，所得Bi-O-X纳米材料为Bi₃O₄Br纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KBr，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：0.2，反应溶剂为4mol/L HNO₃水溶液，水热反应的初始pH为12，温度为260℃，时间为12h，所得Bi-O-X纳米材料为Bi₁₂O₁₇Br₂纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为[C₁₆mim]Br，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1，反应溶剂为H₂O和乙二醇体积比1：1的混合溶剂，水热反应的初始pH为11，温度为140℃，时间为24h，所得Bi-O-X纳米材料为Bi₄O₅Br₂纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为CTAB，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1，反应溶剂为蒸馏水，水热反应的温度为160℃，时间为24h，所得Bi-O-X纳米材料为Bi₂₄O₃₁Br₁₀纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KCl，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1，反应溶剂为乙酸水溶液，水热反应的温度为160℃，时间为12h，所得Bi-O-X纳米材料为BiOCl纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KCl，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1，反应溶剂为去离子水，水热反应的初始pH为10.2，温度为180℃，时间为20h，所得Bi-O-X纳米材料为Bi₃O₄Cl纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KI，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1.2，反应溶剂为水和乙二醇体积比3：2的混合溶剂，水热反应的温度为160℃，时间为18h，所得Bi-O-X纳米材料为BiOI纳米层状材料；

或者，

所述铋盐为Bi(NO₃)₃•5H₂O，所述卤素化合物为KI，所述铋盐中的元素铋与卤素化合物中的卤素的物质的量之比为1：1，反应溶剂为无水乙醇，水热反应的初始pH为7，温度为80℃，时间为5h，所得Bi-O-X纳米材料经450℃保温处理3h，得到Bi₅O₇I纳米管状材料。