新材料及其应用

本发明克服了现有技术的不足，提供一种由多片层花瓣构成的花球状ErBO3光催化剂的制备方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种由多片层花瓣构成的花球状ErBO3光催化剂的制备方法，采用水热法合成ErBO3粉体，包括以下步骤：S1：在氧化铒中缓慢加入HNO3溶液，同时进行升温搅拌至氧化铒完全溶解，得到溶液A；S2：将硼酸与水混合加热，得到溶液B；S3：将溶液A与溶液B混合加热，得到溶液C，向冷却后的溶液C中缓慢加入碱性溶液，直至溶液C为弱碱性；S4：将弱碱性溶液C加热反应后，将溶液C中沉淀物从清液中分离并干燥处理，即得到由多片层花瓣构成的花球状ErBO3光催化剂。

化石能源的不断消耗，使人类面临着能源短缺和环境污染两大问题，而光催化技术具有低成本，环境友好等优点，并且具有同时解决能源与环境问题的潜力，因而引起了研究者的广泛关注。经过科研人员坚持不懈的努力，同时借助于先进的纳米技术和表征方法，光催化技术已经取得了长足的进展。虽然目前已经开发出大量的光催化剂，但是光催化效率仍不能满足重要应用的要求，例如光解水产氢，二氧化碳还原以及空气中污染物的去除等。因此，进一步探索新型高活性光催化剂，研究光催化反应机理，最终提高光催化效率，仍然是一项紧迫的任务和巨大的挑战。

光生电子‑空穴对的快速分离与传输是影响半导体材料光催化性能的关键因素。然而，由于载流子分离和迁移限制因素较多，绝大部分载流子在没有来得及到达材料表面，就已经在体内发生复合。因此，如何降低光生载流子的复合率，提高迁移速率，成为探索设计和制备高效光催化材料的主要方向。硼酸盐种类多样，硼氧基元及其不对称结构排布使其产生了大量非中心对称的极性硼酸盐材料，并且硼酸盐化合物的较宽带隙极大可能为紫外光下光催化反应的进行提供更具有氧化能力的空穴和更具有还原能力的电子，这些优势说明硼酸盐材料极大可能会成为高活性的光催化剂材料。然而目前有关硼酸盐光催化反应过程的一些基础理论问题还尚不清晰。因此，系统研究硼酸盐光催化剂的制备工艺及光催化机理，为硼酸盐光催化材料的探索提供新的理论和实验基础，对解决环境污染方面的实际问题同时具有不可忽视的工业化价值。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：（1）本发明通过水热法制备ErBO3 ，通过水热法使得溶质在溶液中溶解充分，且通过每滴加一滴硝酸溶液，搅拌3‑10分钟后再滴加第二滴硝酸溶液，进一步确保所用硝酸能恰好将氧化铒溶解，过多或过少添加HNO3会影响最后生成粉体的形貌，且本发明采用恒温磁力搅拌器进行加热搅拌，能够确保HNO3的反应充分。

（2）本发明中氧化铒和硼酸的摩尔比为定值，或大或小的比例都会导致最后生成的产物会有其他杂质的存在，比如氢氧化铒；且本发明中混合溶液C需要冷却至室温后方可进行，冷却后能够确保混合液中的固液能够顺利分离，冷却至室温也避免了温度过低破坏固质的结构，确保得到的产物的完整性。

（3）本发明中将硼酸溶液导入氧化铒的硝酸溶液中，则需要用蒸馏水清理烧杯中残留的硼酸容液，残余液同样倒入氧化铒的硝酸溶液所在烧杯中；若反过来，亦之；若另取烧杯盛放二者的混合液，则开始用的两个烧杯都需要清洗，残余液都要导入混合液中，以确保氧化铒和硼酸的摩尔比为定值，从而避免混合溶液C中出现其他杂质。

（4）本发明中向混合溶液C中滴加的碱性溶液，缓慢逐滴加入，使混合液的pH至8.0‑8.5并使混合溶液的填充比为60%，只有pH调到弱碱性碱性时，才会生成目标形貌，填充比为60%是为了确保在溶剂内部目标产物生成所需要的压力。