[发明专利]一种水热法制备钆酸铋材料的方法

说明书

本发明公开了一种水热法制备钆酸铋材料的方法，包括稀土溶液的配置，前驱体的制备、干燥，以及煅烧过程。按照BiGdO₃的化学计量比分别将将Bi₂O₃和Gd₂O₃分别溶于浓硝酸中，混合制成稀土溶液，用氨水为矿化剂调节溶液pH值，得到均匀分散的混合沉淀溶液；将混合沉淀溶液转移到高压反应釜中，水热反应一段时间后，过滤沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，干燥、研磨后得到前驱体粉末；之后在一定温度下煅烧一定时间，得到BiGdO₃粉体。本发明提供了一种水热法制备BiGdO₃粉体材料的方法，该方法工艺简单，制备出的粉体有纯度高、晶体大小均匀等优点。

技术领域

本发明涉及光催化材料的制备技术领域，更具体的说是涉及一种水热法制备钆酸铋材料的方法。

背景技术

光催化被认为是一种净化和处理污染水体和空气的高效技术，但传统的光催化材料TiO₂只能吸收紫外光，可见光利用效率不高。钙钛矿结构Gd-Bi复合氧化物对可见光照射响应，Gd在基态中有一个占据4d轨道，光激发会导致复合氧化物中Bi的6s²的孤对电子向其d轨道发生电荷转移，使钆酸铋成为优良的可见光催化剂。

有研究表明，可以利用Gd₂O₃和Bi₂O₃的固态粉末在高温下煅烧制得BiGdO₃材料。这种方法虽然简单易行，但容易造成组分分布不均匀，烧制的晶体容易形成缺陷等问题。液相法制备的粉体粒径小分散性好，显微组织均匀等优点，现已成为研究的热点。液相法通常分为共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等，但是目前还没有利用水热法制备BiGdO₃的相关文献记载。

因此，如何提供一种水热法制备BiGdO₃材料的方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水热法制备钆酸铋材料的方法。该方法工艺简单，制备出的BiGdO₃粉体具有纯度高、晶体大小均匀等优点，具有广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水热法制备钆酸铋材料的方法，包括以下步骤：

(1)将含有钆离子与铋离子的氧化物溶解在浓硝酸中制成稀土溶液，加入矿化剂调节溶液pH值，得到均匀分散的混合沉淀溶液；

(2)将步骤(1)得到的混合沉淀溶液转移到反应釜中，水热反应后过滤沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，干燥、研磨后得到前驱体粉末；

(3)煅烧步骤(2)获得前驱体粉末得到BiGdO₃粉体材料。

优选的，步骤(1)中所述的含有钆离子与铋离子的氧化物为Bi₂O₃和Gd₂O₃。

优选的，步骤(1)中所述的稀土溶液中铋离子和钆离子的摩尔比为1:1。

优选的，步骤(1)中所述浓硝酸浓度≥2mol/L。

优选的，步骤(1)中所述矿化剂为氨水，调节溶液pH为8-11。

优选的，步骤(2)中水热反应温度为100-200℃，反应时间12-48h。

优选的，其特征在于，步骤(2)中干燥温度为80-200℃，干燥时间2-24h、

优选的，其特征在于，步骤(3)中前驱体粉末的煅烧温度为500-1500℃，保温时间3-18h。