专利名称：一种纳米钼酸汞化合物及其诱导控制合成生长方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米级汞化合物及其控制合成生长方法，更具体地说是一种纳米
钼酸汞化合物及其诱导控制合成生长方法。
背景技术：
黑钨矿结构的钼酸盐因其独特的结构、理化和闪烁特性而广泛应用于高能物理、 固态激光、光电装置、生物、医药、涂料等行业。相对于体相钼酸盐，纳米尺度的钼酸盐具有
更加丰富多变的理化性质。其中钼酸汞更由于cT轨道的参与而尤为特殊，然而低溶解度却
使得其合成制备十分困难。迄今，仅有极少数的科学家们致力于钼酸汞粉体和晶体材料的
制备及其性能研究。目前制备钼酸汞粉体及其晶体材料的方法有高温高压反应法和沉淀 法。高温高压法要求产物在高温高压环境下合成，对设备的要求较高，生产成本高，同时还 易产生有毒气体。沉淀法通常是两种盐离子溶液在液相直接反应获得。该方法较前者操作 简单，仪器设备简便，这极大降低了生产成本，但因原料的一次性加入而使得产物的形貌和 尺寸(微米级)难以控制。上述两种反应方法不同程度都存在产物形貌和尺寸难以控制等 问题，难以实现规模化生产。到目前为止，尚未见到有关钼酸汞纳米材料制备方法的研究报 道，更不用提其控制生长过程了。因此开发一种简单易行、成本低廉、绿色环保、反应条件温 和、能规模生产纳米级钼酸汞制品及控制生长方法具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单易行、成本低廉、绿色环保、反应条件
温和、可规模化生产的纳米级钼酸汞化合物及其诱导控制合成生长方法。 本发明采用的技术方案 —种纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，包括下列步骤 (1)、分别移取0 6体积的醇类溶剂和1体积的汞盐溶液，随后将其置于超声反
应器中进行超声处理。与此同时，逐滴加入1体积与汞盐溶液等摩尔浓度的钼源溶液。滴
加结束后，进一步于超声功率200W下处理30min，再将其转移至含有聚四氟乙烯内衬的不
锈钢反应釜中，并确保反应液的体积为反应釜容积的三分之二。反应釜密封后放入120
24(TC的电热恒温烘箱中，加热0. 5 20h后关闭烘箱，待其冷至室温后取出； 汞盐选自HgCl2或Hg (N03) 2其中的一种； 汞盐溶液分别为浓度为0. 05 0. 25mol/L的HgCl2或Hg (N03) 2的水溶液；
钼源选自Na2Mo04、 K2Mo04或H2Mo04其中的一种；钼源溶液分别为浓度0. 05 0. 25mol/L的Na2Mo04、 K2Mo04或H2Mo04的水溶液；
醇类溶剂选自无水乙醇、聚乙烯醇或甲醇其中的一种； (2)、将反应釜中的上层清液吸出，所收集的下层白色沉淀物依次用丙酮、水和无
水乙醇分别洗涤三次，得到终产物纳米钼酸汞化合物。 将上述得到终产物纳米钼酸荥化合物材料保存于无水乙醇中。
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通过本发明的一种纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，最终得到一种纳 米级钼酸汞化合物。 在上述的一种纳米钼酸汞合成的诱导控制合成生长方法的步骤(1)所述汞盐和 钼源中引入乙醇、聚乙烯醇、甲醇等多种醇类溶剂，均可诱导合成不同形貌的终产物纳米钼 酸汞，如花球状、纺锤状、蝴蝶结状或海藻状。且产物的荧光峰蓝移程度增大。
发明的有益效果 本发明是一种将水热和溶剂热体系相结合的纳米材料制备方法，其中水热法和溶
剂热法都是有效的纳米材料合成方法，与溶胶凝胶法、微乳法等其它湿化学方法的主要区
别在于温度和压力。水热法或溶剂热法，是指在特制的密闭反应器中，分别采用水溶液或有
机溶剂作为反应体系，通过加热使反应体系产生一个中温(100 600°C )、高压的环境而进
行无机合成与材料制备的一种有效方法。本反应体系中，单纯的水热体系仅可控制合成较
大尺寸的不规则形状的终产物，但终无法达到纳米级尺度，更不用提其控制生长过程。本发
明将水热体系和溶剂热体系相结合，选择汞盐与钼源在密闭容器中反应，通过引入醇类溶
剂制备纳米钼酸汞，并实现其控制生长。在该反应体系中，可通过控制醇类溶剂的种类和浓
度、反应温度和时间等来调控产物尺寸和形貌及晶体结晶度。 本发明具有如下的优点 1、由于本发明只需调整混合溶剂的种类和比例、反应物的种类和浓度、反应温度 和时间等，即可合成产率高达90%的纳米HgMo04。 2 、由于本发明系醇_水混合溶剂热合成体系，利用不同混合溶剂对密闭反应体系 中产物形貌的诱导控制，获得多种具有良好形貌的纳米HgMo04，为纳米材料的制备及控制 生长技术奠定了良好的基础。 3、本发明制备的产物具有良好的光、电等性能吸收峰蓝移、荧光增强。 4、本发明原料来源广泛、方法简单易行、产品的纯度高，且形貌和结构易控，易于
工业化，为纳米材料的制备及控制生长提供了新的途径。
图1是实施例1产物的X射线粉末衍射(XRD)图；
图2是实施例1产物的扫描电子显微镜(SEM)图；
图3是实施例1产物的荧光发射光谱图；
图4是实施例1产物的紫外_吸收光谱图。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细描述。
实施例1 (1)分别移取2体积的无水乙醇和1体积的浓度为0. 15mol/L的氯化汞溶液，随后 将其置于超声反应器中进行超声处理。与此同时，逐滴加入1体积O. 15mol/L钼酸钠溶液。 滴加结束后进一步于超声功率200W下处理30min，再将其转移至含有聚四氟乙烯内衬的不 锈钢反应釜中，并确保反应液的体积为反应釜容积的三分之二。反应釜密封后放入16(TC的 电热恒温烘箱中，加热4h后关闭烘箱，待其冷至室温后取出；
(2)将反应釜中的上层清液用胶头滴管吸出，所收集的下层白色沉淀物依次用丙
酮、水和无水乙醇分别洗涤三次，即可获得本发明的产品纳米钼酸汞化合物。 将本发明获得的产品纳米钼酸汞化合物保存于无水乙醇中，分别用XRD和SEM对
产物的结构和形貌进行表征。 从图1中可见，与标准的JCPDS卡片相对照，XRD结果确认产物纯净。 从图2中可见，SEM表明产物为由许多尺寸均一的纳米棒(长130nm、宽550nm)形
成的花状球形结构。 从图3中可见，荧光光谱分析结果表明，产物具有光致发光性能。 从图4中可见，紫外-可见光谱分析结果表明，产物的最大吸收带同常规材料相
比，出现较大范围的"蓝移"，表现出明显的量子尺寸效应。
实施例2 选取4体积的无水乙醇，其他条件和步骤与实施例1完全相同，得到的产物为由许 多尺寸均一的纳米棒(长100nm、宽450nm)形成的花状球形结构，产物的晶系与实施例1相 同。产物纯度高，结晶度及光学性能良好。
实施例3 选取6体积的无水乙醇，其他条件和步骤与实施例1完全相同，所得产物为由许多 尺寸均一的纳米棒(长80nm、宽390nm)形成的花状球形结构，产物的晶系与实施例1相同。 产物纯度高，结晶度及光学性能良好。与实施例1相比，荧光峰的蓝移程度较大。
实施例4 选取0体积的无水乙醇，其他条件和步骤与实施例1完全相同，所得HgMo04为由 长900nm、宽180nm的纳米棒形成的不规则纺锤状结构，产物的晶系与实施例1相同。
实施例5 将浓度为0. 15mol/L的氯化汞改为浓度为0. 25mol/L的硝酸汞，浓度为0. 15mo1/ L的钼酸钠改为浓度为0. 25mol/L的钼酸钾，水热条件改为12(TC加热0. 5h，其他条件和步 骤与实施例1完全相同，产物为长400nm、宽80nm的不规则纳米棒形成的花状结构，产物的 晶系与实施例l相同。产物纯度及结晶度高。与实施例l相比，其荧光峰位置出现明显的 蓝移。 实施例6 将无水乙醇改为聚乙烯醇，其他条件和步骤与实施例1完全相同，所得产物为规 整的蝴蝶结状结构，产物的晶系与实施例l相同。产物纯度高，结晶度及光学性能良好。与 实施例1相比，其荧光峰位置相对于常规材料出现明显的蓝移。
实施例7 将无水乙醇改为甲醇，氯化汞溶液浓度由0. 15mol/L改为0. 05mol/L，浓度为 0. 15mol/L的钼酸钠改为浓度为0. 05mol/L的钼酸，步骤(1)中的水热条件改为20(TC加热 10h，其他条件和步骤与实施例1完全相同，产物呈海藻状结构，产物的晶系与实施例1相 同。产物纯度高，结晶度及光学性能良好。
实施例8 选取0体积的无水乙醇，步骤(1)中的水热条件改为24(TC加热20h，其他条件和 步骤与实施例1完全相同，所得HgMo04为由长120nm、宽300nm的纳米棒形成的不规则结构，产物的晶系与实施例l相同。 以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任 何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
一种纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于包括下列步骤(1)、分别移取0～6体积的醇类溶剂和1体积的汞盐溶液，随后将其置于超声反应器中进行超声处理，与此同时，逐滴加入1体积与汞盐溶液等摩尔浓度的钼源溶液，滴加结束后进一步于超声功率200W下处理30min，再将其转移至含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，并确保反应液的体积为反应釜容积的三分之二，反应釜密封后放入120～240℃的电热恒温烘箱中，加热0.5～20h后关闭烘箱，待其冷至室温后取出；汞盐选自HgCl2或Hg(NO3)2其中的一种；汞盐溶液分别为浓度为0.05～0.25mol/L的HgCl2或Hg(NO3)2的水溶液；钼源选自Na2MoO4、K2MoO4或H2MoO4其中的一种；钼源溶液分别为浓度为0.05～0.25mol/L的Na2MoO4、K2MoO4或H2MoO4的水溶液；醇类溶剂选自无水乙醇、聚乙烯醇或甲醇其中的一种；(2)、将反应釜中的上层清液吸出，所收集的下层白色沉淀物依次用丙酮、水和无水乙醇分别洗涤三次，得到终产物纳米钼酸汞。
2. 如权利要求1所述的纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于在步骤(1)所述汞盐和钼源的水热合成体系中引入无水乙醇。
3. 如权利要求2所述的纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于所得的终产物纳米钼酸汞为花球状。
4. 如权利要求1所述的纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征是在步骤(1)所述汞盐和钼源的水热合成体系中引入聚乙烯醇。
5. 如权利要求4所述的纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于所得的终产物纳米钼酸汞为蝴蝶结状。
6. 根据权利要求1所述纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于在步骤(1)所述汞盐和钼源的水热合成体系中引入甲醇。
7. 如权利要求6所述的纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于所得的终产物纳米钼酸汞为海藻状。
8. 根据权利要求1所述纳米钼酸汞化合物的诱导控制合成生长方法，其特征在于所得的产物是纳米级钼酸汞化合物。
全文摘要
本发明公开了一种纳米钼酸汞化合物及其诱导控制合成生长方法。即分别移取0～6体积的醇类溶剂和1体积的汞盐溶液，超声处理的同时，逐滴加入1体积与汞盐溶液等摩尔浓度的钼源溶液。滴加结束后进一步于超声功率200W下处理30min，再将其转移至含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，并确保反应液的体积为反应釜容积的三分之二。密封后放入120～240℃的烘箱中，加热0.5～20h后关闭烘箱。冷至室温后取出。移去上层清液，下层沉淀产物依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇洗涤，即得产物纳米级钼酸汞化合物。本发明原料来源广泛、方法简单易行、产品纯度高、后处理方便、形貌和结构易控，易于规模化生产。
文档编号B82B3/00GK101717121SQ20091020102
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者付斌, 廖圣云, 张英强, 窦仁美, 贾润萍 申请人:上海应用技术学院