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液相剥离法制备二维铋基氧族化合物纳米片的方法及应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-14 12:12:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张芳 | 2023-10-14 12:12:03

.液相剥离法制备二维铋基氧族化合物纳米片的方法,其特征在于:该方法为:称取铋基氧族化合物的晶体放入烧杯中,加入剥离溶液;然后将烧杯转置入超声波清洗仪中,超声分散10分钟;再将烧杯放入超声波处理器箱内,超声波变幅杆浸入溶液中,设定脉冲模式,直接超声5-20分钟,最后静置30分钟,取上层悬浊液,干燥,即得到二维铋基氧族化合物纳米片;所述的铋基氧族化合物为氧化铋或硫化铋或硒化铋;所述的剥离溶液为N,N-二甲基甲酰胺或脱氧胆酸钠溶液;所述的铋基氧族化合物的晶体质量与剥离溶液的用量比为0.1g/ml-0.5g/ml。

本发明提供了一种液相剥离法制备二维铋基氧族化合物纳米片的方法,包括以下步骤:称取一定量的铋基氧族化合物晶体,放入烧杯中,加入N,N-二甲基甲酰胺或脱氧胆酸钠溶液;然后将烧杯转置入超声波清洗仪中超声分散;再将烧杯放入超声波处理器箱内,超声波变幅杆浸入溶液中,设定脉冲模式再次超声;最后将溶液静置30分钟,取上层悬浊液,干燥,得二维铋基氧族化合物纳米片。本发明超声时间短,剥离效率高,所得到的二维铋基氧族化合物纳米片分散性好,本发明还提供了所述二维铋基氧族化合物纳米片光催化降解偶氮染料和光催化还原六价铬离子的应用。

二维铋基氧族化合物(如氧化铋,硫化铋和硒化铋)具有广泛地应用。氧化铋是一种半导体, 具有窄带隙能量 (< 2.8 eV)、良好的光导性、低毒性, 已被用于不同的应用,如氧离子导电材料、光学涂层、高温导体、催化剂、光催化剂、气体传感器等。硫化铋是一种典型的层状结构半导体, 带隙 1.3 eV,其纳米结构由于其在电化学储氢、氢传感器、X射线计算机断层成像、生物分子检测和光致发光材料等方面的潜在应用而备受关注。硒化铋是一种有前途的热电材料,最近也被公认为拓扑绝缘体,其可调带隙为0.35-1.2eV。由于其具有高度的各向异性结构,因此在传感器、拓扑绝缘体、电化学、热电器件、红外探测材料等领域进行了深入的研究。

湖北文理学院(Hubei University of Arts and Science)是省属全日制普通本科高等院校,位于全国历史文化名城、湖北省域副中心城市—襄阳市,地处中华民族智慧化身诸葛亮的故居—古隆中。学校办学历史最早可以追溯到创办于1958年的襄阳师范专科学校;1966-1978年,武汉大学襄阳分校在此设立;1998年3月,襄阳师范高等专科学校、襄樊职业大学、襄樊教育学院合并组建襄樊学院;2000年7月,湖北省工艺美术学校整体并入;2012年2月,更名为湖北文理学院。截至2022年12月,学校设有二级学院18个,开设本科专业59个;拥有2个一级学科硕士学位授权点、11个硕士专业学位授权点;有教职工1675人,专任教师1168人;全日制在校生19000余人。

与现有技术相比,本发明的优点为:

 1、筛选到了种能高效剥离铋基氧族化合物的有机溶剂:N,N-二甲基甲酰胺:发明人试验了丙酮,异丙醇,二甲亚砜,N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺等多种有机溶剂,发现仅N,N-二甲基甲酰胺能高效剥离铋基氧族化合物。

 2、筛选到一种能高效剥离铋基氧族化合物的表面活性剂:脱氧胆酸钠:发明人还试验了十二烷基磺酸钠,十六烷基三甲基溴化铵,聚乙烯醇,胆酸钠和脱氧胆酸钠等表面活性剂,发现脱氧胆酸钠能高效剥离铋基氧族化合物。

 3、采用直接超声波法,大大缩短制备时间。

4、避免使用大量化学物质,污染少,能耗低。

 5、本方法所制备的铋基氧族化合物纳米片大小分布均匀,分散稳定。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。