铁酸铋纳米纤维的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102583566A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102583566A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201110023191.X(22)申请日2011.01.20(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人樊慧庆杨超(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人黄毅新(51)Int.Cl.C01G49/00(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称铁酸铋纳米纤维的制备方法(57)摘要本发明公开了一种铁酸铋纳米纤维的制备方法，用于解决现有的光催化材料带隙宽的技术问题。技术方案是将柠檬酸溶解到去离子水中形成柠檬酸溶液；再将硝酸铁、硝酸铋添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，溶液静置放置后放在水浴锅中加热搅拌，向溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，保持聚乙烯吡咯烷酮的浓度，利用注射泵和高压电源进行静电纺丝，用单晶硅片收集纤维；将收集到的纤维置于干燥箱中干燥后放入马弗炉中保温煅烧，得到铁酸铋纳米纤维，这种制备方法所制备的铁酸铋纳米纤维带隙宽度由背景技术的3.2～3.4ev降低到2.1ev以下。CN1025836ACN102583566A权利要求书1/1页1.一种铁酸铋纳米纤维的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(a)将柠檬酸溶解到去离子水中形成浓度为0.2～0.4g/mL柠檬酸溶液；(b)将硝酸铁、硝酸铋添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，其中硝酸铁、硝酸铋、柠檬酸的摩尔比2∶1∶6；(c)将步骤(b)制备的溶液静置放置24～72小时后，放在水浴锅中于50～90℃加热搅拌3～7小时，向溶液中添加分子量为1.3×106的聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，使聚乙烯吡咯烷酮的浓度保持在0.02～0.05g/mL；(d)将步骤(c)制备的高聚物溶液添加到内径为1～3mm，针头为不锈钢针头的塑料注射器中，将注射器加到注射泵中，启动注射泵使注射流速为0.3～0.7mL/h，同时开启高压电源给针头提供20～30kV的电压，用单晶硅片收集纤维；(e)将收集到的纤维置于干燥箱中在100～150℃干燥4～8小时后放入马弗炉中以1～5℃/min的升温速度升温至600～800℃，并于保温煅烧4～8小时，得到铁酸铋纳米纤维。2CN102583566A说明书1/3页铁酸铋纳米纤维的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种纳米纤维的制备方法，特别是一种铁酸铋纳米纤维的制备方法。背景技术[0002]光催化材料就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质，是一种极为重要的功能材料。光催化技术是一种仿生技术，广泛应用于节能环保，新能源，生物医药等多个前沿领域。[0003]文献“A.K.Alves，F.A.Berutti，F.J.Clemensb，T.GraulebandC.P.Bergmann，Photocatalyticactivityoftitaniafibersobtainedbyelectrospinning，MaterialsResearchBulletin，2009，44，312-317”公开了一种制备二氧化钛光催化材料的方法，该方法采用静电纺丝法制备二氧化钛光催化材料，但是这种二氧化钛光催化材料的带隙宽度是3.2-3.4ev，由于带隙较宽，对可见光不能很好的吸收，无法满足对太阳光高效吸收的要求。发明内容[0004]为了克服现有的光催化材料带隙宽的不足，本发明提供一种铁酸铋纳米纤维的制备方法。该方法将柠檬酸溶解到去离子水中形成柠檬酸溶液；再将硝酸铁、硝酸铋添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，溶液静置放置后放在水浴锅中加热搅拌，向溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，保持聚乙烯吡咯烷酮的浓度，利用注射泵和高压电源进行静电纺丝，用单晶硅片收集纤维；将收集到的纤维置于干燥箱中干燥后放入马弗炉中保温煅烧，得到铁酸铋纳米纤维，这种制备方法可以降低所制备的铁酸铋纳米纤维带隙宽度。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种铁酸铋纳米纤维的制备方法，其特点是包括下述步骤：[0006](a)将柠檬酸溶解到去离子水中形成浓度为0.2～0.4g/mL柠檬酸溶液；[0007](b)将硝酸铁、硝酸铋添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，其中硝酸铁、硝酸铋、柠檬酸的摩尔比2∶1∶6；[0008](c)将步骤(b)制备的溶液静置放置24～72小时后，放在水浴锅中于50～90℃加热搅拌3～7小时，向溶液中添加分子量为1.3×106的聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，使聚乙烯吡咯烷酮的浓度保持在0.