钼酸铋纳米材料的制备及其光催化性能研究
2021-03-03杜永芳高国雷
杜永芳,高国雷
(安徽职业技术学院,安徽合肥230001)
钼酸铋是氧化铋与三氧化钼复合的铋系钼酸盐,其化学式为BiO·nMoO, n可以为3/2/1,构成了钼酸铋的三种物相α-BiMoO、β-BiMoO、γ-BiMoO,它们对应 的 带 隙 为2.94 eV、3.06 eV、2.59 eV。其 中γ-BiMoO带隙宽度最窄,对太阳光的吸收范围最大,具有良好的光催化性能。不仅如此,大量的实验研究表明,钼酸铋还具有显著的光学、铁电、超塑性和微波介电、准电容器、选择性氧化和催化氧化、锂离子存储、气体传感等性能,从而成为研究热点。
钼酸铋的性能在很大程度上取决于它的合成方法,目前主要有固相反应法、沉淀法、溶胶凝胶法、水热/溶剂热法等。如S.Yoshiki 等通过固相反应法,合成了α-BiMoO,β-BiMoO和γ-BiMoO材料。再如Tian等通过无模板剂溶剂热法在160℃下反应20 h,制备了花状BiMoO中空微球,之后将其在400℃下煅烧3 h,实验结果表明,煅烧后样品的光催化活性更加突出。
本文分别采用水热/溶剂热法及牺牲模板热法制备不同形貌的γ-BiMoO,利用XRD、SEM 对产物进行表征,探讨了不同形貌γ-BiMoO可能的生长机理;并对其光催化性能进行了测试,结果表明,牺牲模板法所得γ-BiMoO的光催化性能较好。
1 实验部分
1.1 钼酸铋的制备
水热法:称取0.970 1 g 硝酸铋和0.241 2 g 的钼酸钠分别溶于15 mL 稀硝酸(1 mol/L)和15 mL 氢氧化钠(1 mol/L)溶液中得溶液A 和B;在充分搅拌下将溶液B缓慢滴加入溶液A 中,调节pH=7,继续搅拌1 h,转移至聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中,140℃下反应20 h,自然冷却至室温,离心过滤,用去离子水和无水乙醇洗涤数次,60℃真空干燥6 h,得到淡黄色粉末。
溶剂热法:称取1.455 6 g 硝酸铋和0.362 9 g 钼酸钠分别溶于15 mL 乙二醇溶解得溶液C和D;……
