本发明涉及压电催化水分解，具体涉及一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用。
背景技术：
1、近年来,铋系材料引起了科学工作者的广泛注意。一方面，铋系材料的价带是由bi6s轨道和o2p轨道杂化而成,从而提高了价带的位置使半导体的禁带宽度减小而具有可见光吸收。另一方面，bi 6s轨道较大的分散型特征,使得杂化价带的分散型大大增加,从而提高了载流子的传输能力。钛酸铋材料属于复杂体系,具有不同的晶相结构，包括bi2ti2o7、bi2ti4o11、bi4ti3o12、bi12tio20以及bi20tio32等。近年来，钛酸铋系材料在铁电材料、介电材料、传感器等方面有着广泛的应用。其中，bi4ti3o12材料因其独特的分层钙钛矿结构、较高的居里温度等优点被认为是最有前途的无铅成分铁电存储器。bi4ti3o12是一种典型的aurivillius氧化物半导体钛酸铋,由(bi2ti3o10)2-与(bi2o2)2+沿c轴方向交替堆叠而成的一种天然超晶格结构，由于结构中存在tio4四面体和立体活性的bi3+离子，也被认为是一种典型的压电催化剂。然而，纯的bi4ti3o12在压电催化反应过程中，较快的载流子复合，限制了其压电催化效率。
2、近期研究表明，bi4ti3o12基复合催化剂，由于异质结的存在，有效加速组分间(光生)载流子的空间分离，从而改善材料表面载流子引发的催化反应性能。而压电催化反应与光催化反应同为载流子引发的反应，可见合理构建bi4ti3o12基异质结构将是有效改善其压电催化效率的有效途径。另外，考虑到完美的异质结构界面不仅需要不同组分的能级匹配度高，还需界面处具有较低的晶格错配度，以保证载流子在组分间分离过程中具有较大的驱动力和通畅的转移通道。同源bi4ti3o12基复合催化剂由于组成元素相同且晶体结构相近，往往能兼顾以上要求。目前，对于同源bi4ti3o12基复合催化剂的制备方法往往分多步进行，不利于规模化制备。可见探索简单、低成本的同源bi4ti3o12基复合催化剂的制备方法，是发展高效钛酸铋基压电催化材料的重要策略。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，以解决现有同源bi4ti3o12基复合催化剂制备方法步骤多、成本高和不利于规模生产的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，包括以下步骤：
3、挑选铋源加入到碱溶液中搅拌均匀，按一定的摩尔比加入钛源，继续搅拌，将搅拌完的混合液加热至一定温度下进行水热反应18～24h；将水热反应后的产物洗涤烘干即得到层状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料。
4、进一步，所述铋源为五水合硝酸铋、硫酸铋、氯化铋、或柠檬酸铋中的至少一种。
5、进一步，所述钛源为二氧化钛、钛酸四丁酯、或四氯化钛中的至少一种。
6、进一步，所述碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
7、进一步，所述铋源：钛源的摩尔比为12：1～18：1。
8、进一步，所述水热反应的温度为160～200℃。
9、进一步，根据以上任一项所述的制备方法合成的bi4ti3o12/bi12tio20催化材料在压电催化裂解水制氢应用。
10、本发明的有益效果：1.本发明提供了一种一步法制成复合bi4ti3o12/bi12tio20催化材料的方法，攻克了目前制成bi4ti3o12或bi12tio20催化材料需要多个步骤的技术难题；2.本发明所制备的催化剂相比于单独的bi4ti3o12或bi12tio20压电催化剂表现出更优异的压电催化分解水产氢性能；3.在一步法合成的基础上，本发明在合成过程中节约了原材料，降低了一定的成本，更有利于规模生产；4.本发明制备的bi4ti3o12/bi12tio20催化材料，无其他杂项出现，具有结晶完好、化学性质均匀、纯度高和压电催化分解水产氢效率高等优点，可在多个领域应用。
1.一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，其特征在于：所述铋源为五水合硝酸铋、硫酸铋、氯化铋、或柠檬酸铋中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，其特征在于：所述钛源为二氧化钛、钛酸四丁酯、或四氯化钛中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，其特征在于：所述碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，其特征在于：所述铋源：钛源的摩尔比为12：1～18：1。
6.根据权利要求5所述的一种片状bi4ti3o12/bi12tio20压电催化材料的制备方法与应用，其特征在于：所述水热反应的温度为160～200℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法合成的bi4ti3o12/bi12tio20催化材料在压电催化裂解水制氢应用。
