[发明专利]纳米硒氧化铋的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种纳米硒氧化铋的制备方法及其应用，涉及压电催化剂技术领域。具体的，纳米硒氧化铋的制备方法包括：(1)将硒脲、铋化合物、螯合剂和水混合，得到前驱体溶液；(2)在所述前驱体溶液中加入碱，反应预设时间后将所得沉淀分离，即得到纳米硒氧化铋成品；其中，所述铋化合物中Bi与硒脲中Se的摩尔比为(1.8～5)：1。本发明的纳米硒氧化铋的制备方法流程简单，周期短，重复性高，且制备得到的纳米硒氧化铋具有良好的制氢潜力。

技术领域

本发明涉及压电催化剂技术领域，具体涉及一种纳米硒氧化铋的制备方法及其应用。

背景技术

压电材料可以将机械能转化为电能，目前，被广泛应用于电声换能器、压力传感器等众多领域。相比于成熟的压电陶瓷材料转换技术，压电催化技术在上世纪90年代才被人们发现。压电作用产生的电荷也可以与水产生h⁺、e^-、·OH、·O₂^-等活性物种，进一步反应可以分解水以及降解污染物，从而实现机械能到电/化学能的转化。压电催化技术不仅能够富集自然界中小的机械能如声音、水波、振动等，而且高效易行、无毒环保，使得压电催化研究有着极其可观的前景。

Bi₂O₂Se材料是一种典型的铁电体钙钛矿氧化物，铁电半导体催化剂可产生内部自发极化电场，该电场可有效驱使电子和光生空穴快速迁移到铁电催化剂表面的不同位置，从而实现电子空穴在空间尺度上分离与定向迁移。此外，Bi₂O₂Se具有极高载流子迁移率(20,000cm² V^-1s^-1at 2K)及极小的禁带宽度(～0.8eV)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种纳米硒氧化铋的制备方法，其流程简单，周期短，重复性高。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种纳米硒氧化铋。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种纳米硒氧化铋在制备氢气中的应用，其高效易行，绿色环保。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纳米硒氧化铋的制备方法，其包括：

(1)将硒脲、铋化合物、螯合剂和水混合，得到前驱体溶液；

(2)在所述前驱体溶液中加入碱，反应预设时间后将所得沉淀分离，即得到纳米硒氧化铋成品；

其中，所述铋化合物中Bi与硒脲中Se的摩尔比为(1.8～5)：1。

作为上述技术方案的改进，所述铋化合物选用BiCl₃、Bi₂(SO₄)₃、Bi(NO₃)₃·5H₂O中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，所述螯合剂选用EDTA和/或EDTA二钠，其与硒脲的摩尔比为(5～10)：1。

作为上述技术方案的改进，所述碱选用NaOH、KOH、LiOH中的一种或多种，碱与所述硫脲的摩尔比为(8～15)：1。

作为上述技术方案的改进，所述件选用NaOH和KOH，NaOH与KOH的摩尔比为(3～5)：1。

相应的，本发明还公开了一种纳米硒氧化铋，其由上述的制备方法制备而得。

作为上述技术方案的改进，其呈片状，其厚度为1～3nm，宽度为100～500nm。

相应的，本发明还公开了上述的纳米硒氧化铋在制备氢气中的应用，将纳米硒氧化铋、牺牲剂和水混合，得到反应体系；对所述反应体系进行超声处理，即得到氢气。