一種獨特形貌的HCOOBiO納米晶及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種甲酸氧鉍（HCOOBiO）納米晶的制備方法。通過水熱法制備得到了超長納米線狀HCOOBiO納米晶。該HCOOBiO納米晶的制備方法包括以下步驟：將Bi(NO3)3·5H2O溶于DMF中；將溶液置于反應釜中反應；反應結束后洗滌即得超長納米線狀HCOOBiO納米晶。反應所得的HCOOBiO納米晶，具有獨特的形貌及高的比表面積，可以有效地提高材料的性能。應用該方法所得的產物在吸附性能測試中表現出了很好的吸附重金屬和染料的性能，表明其在去除工業廢水中染料和重金屬等污染物方面具有較好的應用前景。

【技術實現步驟摘要】
一種獨特形貌的HCOOBiO納米晶及其制備方法
本專利技術涉及HCOOBiO納米晶及其制備方法，特別是納米線狀HCOOBiO納米晶及其制備方法，屬于無機納米材料制備領域。
技術介紹
近年來，一維結構納米材料如納米棒，納米管，尤其是超長納米線已獲得了廣泛的應用。例如，納米線由于具有高比表面積及優良的離子導電性能使其廣泛應用于鋰離子電池、氣體傳感器及光催化等方面。隨著工業的發展，染料和重金屬已經成為主要的環境污染物。吸附法由于其簡單易行，投資少，效益高和可恢復性已經成為一種有效的去污方法。甲酸氧化鉍由于其由更多的綠色元素(C、H和O)代替BiXO(X＝Cl,Br,I)中有毒的鹵族元素，可能成為新型的光催化材料及吸附劑。甲酸氧鉍具有良好的光催化性能，FangDuan等人采用以硝酸鉍為原料，DMF作為反應物，水作為溶劑，在120℃下水熱制得花狀HCOOBiO；JinyanXiong等人以甲酸鈉及硝酸鉍為原料，分別以甘露醇、EG、DEG、TEG為溶劑在150℃下水熱制得HCOOBiO，所制得HCOOBiO均為納米片組裝形成的花狀結構。以上兩篇報道所制備的HCOOBiO都為花狀或球形結構，另外，文獻僅報道了光催化性能，沒有研究其對重金屬離子及染料的吸附性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供納米線狀HCOOBiO納米晶及其制備方法。實現本專利技術目的的技術解決方案為：一種獨特形貌的HCOOBiO納米晶，所述HCOOBiO納米晶為納米線狀。利用軟化學法制備上述具有獨特形貌的HCOOBiO納米晶的方法，包括以下步驟：步驟一：將Bi(NO3)3·5H2O溶于DMF中；步驟二：將步驟一溶液置于反應釜中反應；步驟三：反應結束后洗滌即得納米線狀HCOOBiO納米晶。步驟一中所得溶液中Bi(NO3)3·5H2O摩爾濃度為0.033mol/L。步驟二中所述的反應溫度為120℃，反應時間為6-24h。本專利技術具有以下顯著優點：1、方法簡單，無需加入任何催化劑及模板劑，僅使用DMF及硝酸鉍兩種原料得到了HCOOBiO納米晶；2、所制得的HCOOBiO納米晶為超長線狀，其纏繞可形成網狀結構，具有較大的比表面積及孔結構，有利于其性能的提高；4、該納米晶對重金屬離子Cr(Ⅵ)及甲基橙等染料表現出優異的吸附性能，比花狀結構的吸附性能高3倍，有望在工業廢水治理領域具有良好的應用。附圖說明圖1為本專利技術水熱法制備具有獨特形貌的HCOOBiO納米晶的流程示意圖。圖2為實施例1-3制得的納米線狀HCOOBiO的TEM圖((a)實施例1；(b)實施例2；(c)和(d)實施例3)。圖3為本專利技術得到納米線狀20mgHCOOBiO對不同濃度K2Cr2O7溶液和甲基橙的吸附量隨時間變化圖((a)K2Cr2O7；(b)甲基橙)。圖4為對比例1和對比例2制得的花狀HCOOBiO的TEM圖((a)對比例1，(b)對比例2)。圖5為對比例2制得樣品對K2Cr2O7溶液和甲基橙的吸附量隨時間變化圖((c)為K2Cr2O7溶液，(d)為甲基橙)。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。結合圖1，本專利技術利用DMF為溶劑及反應物制備具有獨特形貌的HCOOBiO納米晶的方法，其特征包括以下步驟：步驟一：將Bi(NO3)3·5H2O溶于DMF中，其中Bi(NO3)3·5H2O摩爾濃度為0.033mol/L；步驟二：將步驟一溶液置于反應釜中反應6-24h，其中反應溫度為120℃；步驟三：反應結束后洗滌即得納米線狀HCOOBiO納米晶。實施例1：步驟一：將1mmolBi(NO3)3·5H2O溶于30mlDMF中；步驟二：將步驟一所得的溶液在密閉反應釜中恒溫反應，反應溫度120℃，反應時間為6h；步驟三：將步驟二所得到的產物洗滌后即得納米線狀HCOOBiO納米晶。所得產物的透射電鏡圖片2(a)所示，產物形成了納米線狀結構。但納米線的較短，僅2-5μm左右。實施例2：步驟一：將1mmolBi(NO3)3·5H2O溶于30mlDMF中；步驟二：將步驟一所得的溶液在密閉反應釜中恒溫反應，反應溫度120℃，反應時間為12h；步驟三：將步驟二所得到的產物洗滌后即得納米線狀HCOOBiO納米晶。所得產物的透射電鏡圖片2(b)所示，產物仍為納米線狀結構，但長度增加。實施例3：步驟一：將1mmolBi(NO3)3·5H2O溶于30mlDMF中；步驟二：將步驟一所得的溶液在密閉反應釜中恒溫反應，反應溫度120℃，反應時間為24h；步驟三：將步驟二所得到的產物洗滌后即得納米線狀HCOOBiO納米晶。所得產物的透射電鏡圖片2(c)和(d)所示，產物仍為納米線狀結構，且長度更長。圖3(a)中通過其對不同濃度的K2Cr2O7溶液及甲基橙的吸附實驗發現：隨K2Cr2O7濃度的增加，樣品的吸附量逐漸增加，且最大吸附量可達174mg/g；對甲基橙的吸附量也可達93mg/g，且其吸附速率較快，30s時已達到基本平衡。采用＞120℃的反應溫度時，形成納米片狀結構。對比例1：步驟一：將1mmolBi(NO3)3·5H2O溶于5mlDMF中，加入25ml乙醇，攪拌均勻；步驟二：將步驟一所得的溶液在密閉反應釜中恒溫反應，反應溫度120℃，反應時間為24h；步驟三：將步驟二所得到的產物洗滌后即得花狀HCOOBiO納米晶。所得產物的透射電鏡圖片4(a)所示，產物為納米片組成的花狀結構，與文獻報道結構基本相同。對比例2：步驟一：將2mmolBi(NO3)3·5H2O溶于30mlDMF中；步驟二：將步驟一所得的溶液在密閉反應釜中恒溫反應，反應溫度120℃，反應時間為48h；步驟三：將步驟二所得到的產物洗滌后即得花狀HCOOBiO納米晶。所得產物的透射電鏡圖片4(b)所示，產物為納米片組成的花狀結構，與文獻報道結構基本相同。圖5(c)和(d)中通過對K2Cr2O7溶液及甲基橙的吸附實驗發現：其對K2Cr2O7的吸附量僅為43mg/g，僅為同等濃度的納米線狀結構吸附量的1/4；其對甲基橙的吸附量僅為37mg/g，僅為同等濃度的納米線狀結構吸附量的1/2。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種獨特形貌的HCOOBiO納米晶，其特征在于所述的HCOOBiO納米晶具有納米線狀微觀結構。

【技術特征摘要】
1.一種獨特形貌的HCOOBiO納米晶，其特征在于所述的HCOOBiO納米晶具有納米線狀微觀結構，所述納米晶采用以下步驟制備：步驟一：將Bi(NO3)3·5H2O溶于DMF中，所得溶液中Bi(NO3)3·5H2O的摩爾濃度為0.033mol/L；步驟二：將步驟一溶液置于反應釜中反應，所述的反應溫度為120℃，反應時間為6-24h；步驟三：反應結束后洗滌即得納米線狀HC...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓巧鳳，汪信，楊麗麗，趙靳，朱俊武，武曉東，卑鳳利，劉孝恒，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32