一种固定化纳米多孔BiFeO₃及其制备方法

摘要

本发明公开一种固定化纳米多孔BiFeO₃材料及制备方法，即首先采用浸渍法制备NiO/宏观基体材料整体催化剂，氮气保护下升温至550-600℃，然后常压下通入CH₄、C₂H₄或CO气体以进行纳米碳纤维的生长，然后通入N₂以吹走余量的CH₄、C₂H₄或CO，然后冷却至室温，将得到固化在宏观基体材料上的纳米碳纤维浸渍在含Bi和Fe的金属硝酸盐的乙醇溶液中，然后抽滤，所得样品依次经120℃、300℃各干燥处理0.5h，重复浸渍、抽滤、干燥过程3-4次，最后在空气中控制温度475-525℃下焙烧，即得取向性好的固定化纳米多孔BiFeO₃材料。其制备工艺简单、形貌可控、生产成本低廉、且重复性高。

主权项

一种固定化纳米多孔BiFeO₃材料，其特征在于所述的固定化纳米多孔BiFeO₃材料通过包括如下步骤的方法制备而成：（1）、在宏观基体材料上合成纳米碳纤维；①、采用浸渍法制备NiO/宏观基体材料整体催化剂将宏观基体材料浸渍在浓度为0.3mol/L的Ni(NO₃)₂·6H₂O的乙醇溶液中5‑15min，然后进行真空抽滤、110℃干燥，干燥后放入石英反应管中的恒温区，控制温度为300℃进行焙烧后得到NiO/宏观基体材料整体催化剂；所述的宏观基体材料是SiO₂棒状纤维、蜂窝陶瓷体或多孔阳极氧化铝膜；②、采用化学气相沉积法在宏观基体材料上制备纳米碳纤维在步骤①焙烧得到NiO/宏观基体材料整体催化剂后随之通入氮气保护并同时通过温控程序将石英反应管的温度由300℃升至550‑600℃，然后常压下通入流量为200‑400mL/min的含碳气体2‑3h，以进行纳米碳纤维的生长，然后通入15‑30min的N₂，最后将石英反应管冷却至室温，即得固化在宏观基体材料上的纳米碳纤维；所述的含碳气体为CH₄、C₂H₄或CO；（2）、以固化在宏观基体材料上的纳米碳纤维为模板合成BiFeO₃；将步骤（1）中的②所得的固化在宏观基体材料上的纳米碳纤维浸渍在含Bi和Fe的总浓度为0.05‑0.2mol/L的金属硝酸盐的乙醇溶液中5‑15min，然后抽滤、所得样品依次经120℃干燥处理0.5h、300℃干燥处理0.5h;重复上述的浸渍、抽滤和干燥处理操作3‑4次，最后在空气中控制温度为475‑525℃下进行焙烧，最终得到固定化纳米多孔BiFeO₃材料；所述的含Bi和Fe的总浓度为0.05‑0.2mol/L的金属硝酸盐的乙醇溶液中，Bi和Fe的摩尔比为1:1。