[发明专利]一种掺杂锰的铁酸铋纳米线及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种掺杂锰的铁酸铋纳米线在压电效应催化还原CO₂中的应用，其特征在于具体步骤如下：

将掺杂锰的铁酸铋纳米线于甲醇-水混合溶液中分散均匀，然后通入CO₂气体，再在机械力的作用下利用掺杂锰的铁酸铋纳米线对反应体系中的CO₂进行催化还原；

所述掺杂锰的铁酸铋纳米线，具体通过以下步骤制备得到：

（1）将铋盐、铁盐和锰盐混合溶解在有机溶剂中，然后加入水并继续搅拌得到混合溶液，将混合溶液的pH值调节呈碱性，得到沉淀物；

（2）将步骤（1）所得沉淀物分散在水中得到悬浮液，再加入强碱，搅拌后再加入聚乙二醇，继续搅拌；将所得混合物进行水热反应后得到掺杂锰铁酸铋纳米线材料。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

步骤（1）所述铋盐、铁盐和锰盐的摩尔比为3~6：3~6：0.25~1.25；

步骤（1）所述铋盐为氯化铋或五水硝酸铋；所述铁盐为氯化铁或九水硝酸铁；所述锰盐为氯化锰或四水硝酸锰。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

步骤（1）所述有机溶剂为乙二醇或丙酮；

步骤（1）所述有机溶剂与水的体积比为35~50：150~200；

步骤（1）所述铋盐在混合溶液中的浓度为0.012~0.03 mmol/mL。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

步骤（2）所述悬浮液中沉淀物的浓度为12.5~25 g/L；

步骤（2）所述悬浮液中强碱的浓度为3~7 mol/L，强碱为氢氧化钠；

步骤（2）所述水与聚乙二醇添加量比为40mL：3.5~5 mL。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

步骤（2）所述水热反应的温度为150~300℃；水热反应的时间为24~72 h。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述机械力具体通过以下方法产生：将含有所述掺杂锰的铁酸铋纳米线的分散液进行超声。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：超声频率为20~60kHz，超声功率为12~120W，超声时间为60~120 min；所述掺杂锰的铁酸铋纳米线在混合溶液中的浓度为0.5~2 mg/mL。