微波辅助液相法制备三氧化二铋纳米管及其应用.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310047220.5	申请日：	2013.02.06
公开号：	CN103112894A	公开日：	2013.05.22
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):C01G 29/00申请日:20130206授权公告日:20140910终止日期:20160206\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C01G 29/00申请日:20130206\|\|\|公开
IPC分类号：	C01G29/00; B82Y30/00(2011.01)I; C02F1/30	主分类号：	C01G29/00
申请人：	长安大学
发明人：	关卫省; 张格红; 吕平海; 高航; 范芳芳
地址：	710064 陕西省西安市南二环中段
优先权：
专利代理机构：	西安恒泰知识产权代理事务所 61216	代理人：	李郑建
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内容摘要

本发明涉及一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法及采用该三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在含四环素废水的光降解的应用。其制备方法包括，将适量的Bi(NO3)3·5H2O和Na2SO4用磁力搅拌形成混合溶液，将NaOH与去离子水，超声分散形成氢氧化钠透明溶液并逐滴加入到Bi(NO3)3·5H2O与Na2SO4的混合溶液中；在微波功率为800W的反应器中持续加热得到产物，经离心、洗涤、干燥后得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管；其工艺简单，重现性好，且所用原材料均为无机化合物，价廉易得，成本低，不需要高温、煅烧之类的前处理，合成温度较低，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产。同时由于三氧化二铋（Bi2O3）对四环素具有较强的光催化降解能力，在实际应用上也具有可行性。

权利要求书

权利要求书一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
A）称取0.95g～1.00g的Bi(NO3)3·5H2O和0.45g～0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B）称取0.70g～0.75g NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C）将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D）将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波功率为800W的反应器中，升温至80℃～100℃，持续10min～20min，自然冷却，收集产物；
E）将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F）将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中的Bi(NO3)3·5H2O、Na2SO4和NaOH均为分析纯。
权利要求1所述方法得到的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管用于对含四环素废水的光降解的应用。

说明书

说明书微波辅助液相法制备三氧化二铋纳米管及其应用
技术领域
本发明属无机纳米材料与环境材料制备技术领域，涉及三氧化二铋纳米管制备方法，尤其涉及一种微波辅助液相法制备三氧化二铋纳米管及其应用。
背景技术
近几十年来，基于半导体光催化降解有机污染物，为许多存在及潜在的环境问题提供可行的解决方案，现已成为人们研究的热点之一。目前使用较多的是催化活性高,稳定性好且无毒的二氧化钛；但因其带隙较宽(3.2eV),只能吸收仅占太阳能4%的紫外光，因此其催化性能有待进一步提高，如何利用太阳能的可见光部分降解有机污染物，即在可见光下具有较高催化活性的催化剂，已成为光催化研究领域中的热点之一。
以三氧化二铋作为基体的铋系化合物，由于具有多种晶态，性能丰富，成为人们关注的焦点。三氧化二铋作为最重要的铋系化合物之一，其吸收光的能力较强，具有很好的可见光响应的光催化特性，同时氧化能力很强，能有效地氧化有机污染物，因此具有很强的环境应用能力而成为人们研究的重点。
三氧化二铋的带隙能为2.8eV,其吸收波长较长，可以实现对太阳光的利用。三氧化二铋作为一种先进的功能粉体材料在电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂材料等方面的应用均表现出了较好的性能和应用潜力。已有报道用三氧化二铋光催化处理含亚硝酸盐废水、亚硫酸盐废水及印染废水的实验研究，但在处理四环素废水上目前未有报道。
目前四环素抗生素的使用和滥用使得大部分的抗生素未经动物或人体充分吸收，直接排出体外进入水体，对环境体系造成严重影响，被视作是一种典型的环境微污染有机物。以四环素为代表的抗生素物质的去除，业已成为一个亟待解决的科学研究难题。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种工艺简单，合成温度较低、反应时间较短的微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法。
本发明的另一个目的是提供所制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管对含四环素废水的光降解的应用。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
A）称取0.95g～1.00g的Bi(NO3)3·5H2O和0.45g～0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B）称取0.70g～0.75g NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C）将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D）将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波功率为800W的反应器中，升温至80℃～100℃，持续10min～20min，自然冷却，收集产物；
E）将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F）将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
上述步骤A中的Bi(NO3)3·5H2O、Na2SO4和NaOH均为分析纯。
本发明的方法制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，其结构由X‑射线衍射仪确定，X‑射线衍射图中没有其他物质的峰存在，该图谱表明，由微波辅助法所制备的三氧化二铋（Bi2O3）为纯相三氧化二铋（Bi2O3），其与标准三氧化二铋（Bi2O3）卡片（41‑1449）相吻合。
场发射扫描电镜（SEM）测试表明，在室温下，由微波辅助法制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管长度约为20μm～40μm，管壁厚度约为300nm。
申请人对得到的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的元素的价态进行了分析，163.7eV,158.34eV这两个强峰分别对应与Bi2O3中的Bi4f5/2和Bi4f7/2，530.93eV则对应于Bi2O3中的O1s,而且在主峰附近并没有其它小峰的出现，表明产物的表面并未有被氧化的现象。因此通过本发明制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管比较稳定。
上述得到的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，经申请人的实验证明，能够用于对含四环素废水的光降解的应用，在氙灯光源照射下对四环素的降解实验如下：
光催化活性评价：在GHX‑2型光化学反应仪（购自扬州大学科技城科技有限公司）中进行，将浓度为10mg/L四环素模拟废水100mL加入光催化仪器反应器中，然后加入该微波辅助反应的三氧化二铋（Bi2O3）光催化剂0.1g，在暗室使用磁力搅拌器反应30分钟，达到反应吸附平衡后开始取样，然后开启曝气装置并开氙灯光源，曝气通入空气目的是保持催化剂处于悬浮或飘浮状态，氙灯光照过程中每间隔10min取样，离心分离后取上层清液在四环素最大吸收波长λmax=357nm处，使用TU‑1800紫外可见分光光度计处测定样品吸光度，并通过公式：DC=[（AO‑Ai）/AO]×100%算出光降解率，其中AO为达到吸附平衡时四环素溶液的吸光度，Ai为定时取样测定的四环素溶液的吸光度。
本发明所制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，在氙灯照射时对含四环素废水的降解率在60min时达到83.64%。
本发明采用低温下液相法经微波辅助反应制备出形貌相对均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，具有化学稳定性好、无毒等优点。其工艺简单，重现性好，且所用原材料均为无机化合物，价廉易得，成本低，符合环境友好要求，由于该方法不需要高温、煅烧之类的前处理，合成温度较低，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产。同时由于三氧化二铋（Bi2O3）对四环素具有较强的光催化降解能力，在实际应用上也具有可行性。
附图说明
图1是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的X射线衍射分析图（XRD）。
图2是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的扫描电镜图（SEM）。
图3是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在室温下的XPS图谱。
图4是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的光降解图。
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。
具体实施方式
以下的实施例是较佳的例子，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：
A、称取0.95g的Bi(NO3)3·5H2O和0.45g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B、称取0.70g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至80℃，持续10min，自然冷却，收集产物；
E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F、将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
实施例2：
本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：
A、称取1.00g的Bi(NO3)3·5H2O和0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B、称取0.75g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至100℃，持续20min，自然冷却，收集产物；
E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F、将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
实施例3：
本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：
A、称取0.95g的Bi(NO3)3·5H2O和0.45g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B、称取0.75g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至100℃，持续20min，自然冷却，收集产物；
E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F、将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
实施例4：
本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：
A、称取1.00g的Bi(NO3)3·5H2O和0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B、称取0.75g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至80℃，持续10min，自然冷却，收集产物；
E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F、将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
实施例5：
本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：
A、称取0.97g的Bi(NO3)3·5H2O和0.48g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B、称取0.73g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至90℃，持续15min，自然冷却，收集产物；
E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F、将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
实施例6：
本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：
A、称取0.95g的Bi(NO3)3·5H2O和0.45g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；
B、称取0.72g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；
C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；
D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，升温至100℃，功率为800W，持续15min后，自然冷却，收集产物；
E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；
F、将步骤E所得离心产物在80℃空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。
上述实施例制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，在氙灯光源照射下对四环素的降解实验步骤如下：
光催化活性评价：在GHX‑2型光化学反应仪（购自扬州大学科技城科技有限公司）中进行，将浓度为10mg/L四环素模拟废水100mL加入光催化仪器反应器中，然后加入该微波微波辅助反应的三氧化二铋（Bi2O3）光催化剂0.1g，在暗室使用磁力搅拌器反应30分钟，达到反应吸附平衡后开始取样，然后开启曝气装置并开氙灯光源，曝气通入空气目的是保持催化剂处于悬浮或飘浮状态，氙灯光照过程中每间隔10min取样，离心分离后取上层清液在四环素最大吸收波长λmax=357nm处，使用TU‑1800紫外可见分光光度计处测定样品吸光度，并通过公式：DC=[（AO‑Ai）/AO]×100%算出光降解率，其中AO为达到吸附平衡时四环素溶液的吸光度，Ai为定时取样测定的四环素溶液的吸光度。
三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的XRD图谱见附图1，产物形貌分析见附图2，表面元素价态的分析见附图3，光催化效果见附图4。
图1中各衍射峰的位置和相对强度均与JCPDS（粉末衍射标准联合委员会）卡片（41‑1449）相吻合，且XRD图谱中没有其它衍射杂峰，说明本实施例制备出的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管是纯的。
图2中，场发射扫描电镜（SEM）测试表明，在室温下，由微波辅助液相法制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管长度约为20μm～40μm，管壁厚度约为300～600nm。
图3中，三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在室温下的XPS图谱。从图3可以看出在163.7eV,158.34eV这两个强峰分别对应与Bi2O3中的Bi4f5/2和Bi4f7/2，530.93eV则对应于Bi2O3中的O1s，而且在主峰附近并没有其它小峰的出现，所以表明产物的表面并未有被氧化的现象。通过本实施例制备出来的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，比较稳定。
图4中，光催化效果图显示出所制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在氙灯照射时对四环素的降解率在60min时达到83.64%。

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1、(10)申请公布号 CN 103112894 A(43)申请公布日 2013.05.22CN103112894A*CN103112894A*(21)申请号 201310047220.5(22)申请日 2013.02.06C01G 29/00(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)C02F 1/30(2006.01)(71)申请人长安大学地址 710064 陕西省西安市南二环中段(72)发明人关卫省张格红吕平海高航范芳芳(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所 61216代理人李郑建(54) 发明名称微波辅助液相法制备三氧化二铋纳米管及其应用(57) 摘要本发明涉及一。

2、种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法及采用该三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在含四环素废水的光降解的应用。其制备方法包括，将适量的Bi(NO3)35H2O和Na2SO4用磁力搅拌形成混合溶液，将NaOH与去离子水，超声分散形成氢氧化钠透明溶液并逐滴加入到Bi(NO3)35H2O与Na2SO4的混合溶液中；在微波功率为800W的反应器中持续加热得到产物，经离心、洗涤、干燥后得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管；其工艺简单，重现性好，且所用原材料均为无机化合物，价廉易得，成本低，不需要高温、煅烧之类的前处理，合成温度较低，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生。

3、产。同时由于三氧化二铋（Bi2O3）对四环素具有较强的光催化降解能力，在实际应用上也具有可行性。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书5页附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页(10)申请公布号 CN 103112894 ACN 103112894 A1/1页21.一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：A）称取0.95g1.00g的Bi(NO3)35H2O和0.45g0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；B）称取0.70g0。

4、.75g NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；C）将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；D）将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波功率为800W的反应器中，升温至80100，持续10min20min，自然冷却，收集产物；E）将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；F）将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中的Bi(NO3)35H2O、Na2SO4和NaOH均为分析纯。。

5、3.权利要求1所述方法得到的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管用于对含四环素废水的光降解的应用。权利要求书CN 103112894 A1/5页3微波辅助液相法制备三氧化二铋纳米管及其应用技术领域0001 本发明属无机纳米材料与环境材料制备技术领域，涉及三氧化二铋纳米管制备方法，尤其涉及一种微波辅助液相法制备三氧化二铋纳米管及其应用。背景技术0002 近几十年来，基于半导体光催化降解有机污染物，为许多存在及潜在的环境问题提供可行的解决方案，现已成为人们研究的热点之一。目前使用较多的是催化活性高,稳定性好且无毒的二氧化钛；但因其带隙较宽(3.2eV),只能吸收仅占太阳能4%的紫外光，因此其催化。

6、性能有待进一步提高，如何利用太阳能的可见光部分降解有机污染物，即在可见光下具有较高催化活性的催化剂，已成为光催化研究领域中的热点之一。0003 以三氧化二铋作为基体的铋系化合物，由于具有多种晶态，性能丰富，成为人们关注的焦点。三氧化二铋作为最重要的铋系化合物之一，其吸收光的能力较强，具有很好的可见光响应的光催化特性，同时氧化能力很强，能有效地氧化有机污染物，因此具有很强的环境应用能力而成为人们研究的重点。0004 三氧化二铋的带隙能为2.8eV,其吸收波长较长，可以实现对太阳光的利用。三氧化二铋作为一种先进的功能粉体材料在电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂材料等方面的。

7、应用均表现出了较好的性能和应用潜力。已有报道用三氧化二铋光催化处理含亚硝酸盐废水、亚硫酸盐废水及印染废水的实验研究，但在处理四环素废水上目前未有报道。0005 目前四环素抗生素的使用和滥用使得大部分的抗生素未经动物或人体充分吸收，直接排出体外进入水体，对环境体系造成严重影响，被视作是一种典型的环境微污染有机物。以四环素为代表的抗生素物质的去除，业已成为一个亟待解决的科学研究难题。发明内容0006 本发明的一个目的在于，提供一种工艺简单，合成温度较低、反应时间较短的微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法。0007 本发明的另一个目的是提供所制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管对含。

8、四环素废水的光降解的应用。0008 为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：0009 一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：0010 A）称取0.95g1.00g的Bi(NO3)35H2O和0.45g0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0011 B）称取0.70g0.75g NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；0012 C）将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混说明书CN 103112894 A2/5页4合溶液中；。

9、0013 D）将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波功率为800W的反应器中，升温至80100，持续10min20min，自然冷却，收集产物；0014 E）将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；0015 F）将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0016 上述步骤A中的Bi(NO3)35H2O、Na2SO4和NaOH均为分析纯。0017 本发明的方法制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，其结构由X-射线衍射仪确定，X-射线衍射图中没有其他物质的峰存在，该图谱表明，由微波辅助法所制备的三氧化。

10、二铋（Bi2O3）为纯相三氧化二铋（Bi2O3），其与标准三氧化二铋（Bi2O3）卡片（41-1449）相吻合。0018 场发射扫描电镜（SEM）测试表明，在室温下，由微波辅助法制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管长度约为20m40m，管壁厚度约为300nm。0019 申请人对得到的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的元素的价态进行了分析，163.7eV,158.34eV这两个强峰分别对应与Bi2O3中的Bi4f5/2和Bi4f7/2，530.93eV则对应于Bi2O3中的O1s,而且在主峰附近并没有其它小峰的出现，表明产物的表面并未有被氧化的现象。因此通过本发明制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米。

11、管比较稳定。0020 上述得到的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，经申请人的实验证明，能够用于对含四环素废水的光降解的应用，在氙灯光源照射下对四环素的降解实验如下：0021 光催化活性评价：在GHX-2型光化学反应仪（购自扬州大学科技城科技有限公司）中进行，将浓度为10mg/L四环素模拟废水100mL加入光催化仪器反应器中，然后加入该微波辅助反应的三氧化二铋（Bi2O3）光催化剂0.1g，在暗室使用磁力搅拌器反应30分钟，达到反应吸附平衡后开始取样，然后开启曝气装置并开氙灯光源，曝气通入空气目的是保持催化剂处于悬浮或飘浮状态，氙灯光照过程中每间隔10min取样，离心分离后取上层清液在四环素最大吸。

12、收波长max=357nm处，使用TU-1800紫外可见分光光度计处测定样品吸光度，并通过公式：DC=（AO-Ai）/AO100%算出光降解率，其中AO为达到吸附平衡时四环素溶液的吸光度，Ai为定时取样测定的四环素溶液的吸光度。0022 本发明所制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，在氙灯照射时对含四环素废水的降解率在60min时达到83.64%。0023 本发明采用低温下液相法经微波辅助反应制备出形貌相对均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，具有化学稳定性好、无毒等优点。其工艺简单，重现性好，且所用原材料均为无机化合物，价廉易得，成本低，符合环境友好要求，由于该方法不需要高温、煅烧之类的前处理。

13、，合成温度较低，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产。同时由于三氧化二铋（Bi2O3）对四环素具有较强的光催化降解能力，在实际应用上也具有可行性。附图说明0024 图1是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的X射线衍射分析图（XRD）。0025 图2是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的扫描电镜图（SEM）。0026 图3是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在室温下的XPS图谱。0027 图4是三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的光降解图。说明书CN 103112894 A3/5页50028 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。具体实施方式0029 以下的实施例是较佳的例子，以。

14、使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。0030 实施例1：0031 本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：0032 A、称取0.95g的Bi(NO3)35H2O和0.45g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0033 B、称取0.70g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；0034 C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；0035 D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微。

15、波反应器中，微波功率为800W，升温至80，持续10min，自然冷却，收集产物；0036 E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；0037 F、将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0038 实施例2：0039 本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：0040 A、称取1.00g的Bi(NO3)35H2O和0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0041 B、称取0.75g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀。

16、分散，形成氢氧化钠透明溶液；0042 C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；0043 D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至100，持续20min，自然冷却，收集产物；0044 E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；0045 F、将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0046 实施例3：0047 本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：0048 A、称取。

17、0.95g的Bi(NO3)35H2O和0.45g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0049 B、称取0.75g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明说明书CN 103112894 A4/5页6溶液；0050 C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；0051 D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至100，持续20min，自然冷却，收集产物；0052 E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三。

18、次；0053 F、将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0054 实施例4：0055 本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：0056 A、称取1.00g的Bi(NO3)35H2O和0.50g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0057 B、称取0.75g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；0058 C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；0059 D、将步骤C所得的溶液。

19、转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至80，持续10min，自然冷却，收集产物；0060 E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；0061 F、将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0062 实施例5：0063 本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的方法，按照下述步骤进行：0064 A、称取0.97g的Bi(NO3)35H2O和0.48g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0065 B、称取0.73g。

20、的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；0066 C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；0067 D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，微波功率为800W，升温至90，持续15min，自然冷却，收集产物；0068 E、将步骤D所得的产物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；0069 F、将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0070 实施例6：0071 本实施例给出一种微波辅助液相法制备三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。

21、的方法，按照下述步骤进行：说明书CN 103112894 A5/5页70072 A、称取0.95g的Bi(NO3)35H2O和0.45g的Na2SO4，溶入40mL去离子水中，超声并使用磁力搅拌1小时形成混合溶液；0073 B、称取0.72g的NaOH，加入40mL去离子水，超声使其均匀分散，形成氢氧化钠透明溶液；0074 C、将步骤B所得的氢氧化钠透明溶液，在磁力搅拌下逐滴加入到步骤A所得的混合溶液中；0075 D、将步骤C所得的溶液转移至容量为100mL的石英的容器中，放置在微波反应器中，升温至100，功率为800W，持续15min后，自然冷却，收集产物；0076 E、将步骤D所得的产。

22、物离心分离，用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次；0077 F、将步骤E所得离心产物在80空气中干燥12h，即得到形貌均一的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管。0078 上述实施例制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，在氙灯光源照射下对四环素的降解实验步骤如下：0079 光催化活性评价：在GHX-2型光化学反应仪（购自扬州大学科技城科技有限公司）中进行，将浓度为10mg/L四环素模拟废水100mL加入光催化仪器反应器中，然后加入该微波微波辅助反应的三氧化二铋（Bi2O3）光催化剂0.1g，在暗室使用磁力搅拌器反应30分钟，达到反应吸附平衡后开始取样，然后开启曝气装置并开氙灯光源，曝气通入空气目的是保持。

23、催化剂处于悬浮或飘浮状态，氙灯光照过程中每间隔10min取样，离心分离后取上层清液在四环素最大吸收波长max=357nm处，使用TU-1800紫外可见分光光度计处测定样品吸光度，并通过公式：DC=（AO-Ai）/AO100%算出光降解率，其中AO为达到吸附平衡时四环素溶液的吸光度，Ai为定时取样测定的四环素溶液的吸光度。0080 三氧化二铋（Bi2O3）纳米管的XRD图谱见附图1，产物形貌分析见附图2，表面元素价态的分析见附图3，光催化效果见附图4。0081 图1中各衍射峰的位置和相对强度均与JCPDS（粉末衍射标准联合委员会）卡片（41-1449）相吻合，且XRD图谱中没有其它衍射杂峰，说明。

24、本实施例制备出的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管是纯的。0082 图2中，场发射扫描电镜（SEM）测试表明，在室温下，由微波辅助液相法制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管长度约为20m40m，管壁厚度约为300600nm。0083 图3中，三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在室温下的XPS图谱。从图3可以看出在163.7eV,158.34eV这两个强峰分别对应与Bi2O3中的Bi4f5/2和Bi4f7/2，530.93eV则对应于Bi2O3中的O1s，而且在主峰附近并没有其它小峰的出现，所以表明产物的表面并未有被氧化的现象。通过本实施例制备出来的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管，比较稳定。0084 图4中，光催化效果图显示出所制备的三氧化二铋（Bi2O3）纳米管在氙灯照射时对四环素的降解率在60min时达到83.64%。说明书CN 103112894 A1/2页8图1图2说明书附图CN 103112894 A2/2页9图3图4说明书附图CN 103112894 A。

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