一种EuWO4(OH)纳米带及其复合材料的制备方法与流程

本发明开发了一种EuWO₄(OH)纳米带及其复合材料的制备方法，涉及功能纳米材料制备技术领域。

技术背景

在基础科学以及应用的方面上，二维过渡金属二硫化物已经成为很受欢迎的材料。近年来，这些材料在电子和光电子学中的应用已经被广泛地探讨。由于大多数二维过渡金属二硫化物的带隙在可见光到近红外波长范围，使得这些材料适合于光发射器，光电检测器和太阳能电池等。与III-V半导体不同，二维过渡金属二硫化物的光学性质由具有强结合能(大约300meV)和大半径(～1.6nm)的激子决定。但是它的发光量子产量很低，也就是说，材料辐射的光子数比产生的电子-空穴对的数量低得多。因此，研究人员试图发展具有发光效率较高的二维材料。

稀土化合物由于其在各种领域中的实际应用的潜力而具有重要意义，例如发光装置，医学诊断，生化探针，传感器和一些技术上重要过程的催化。稀土羟基氧化物作为稀土氧化物的化合物，已经在它们的光，磁，热和电性能方面进行了详细的研究。迄今为止，只有少数关于这些稀土化合物的二维纳米片的合成的报道。曹等人通过微波水热法在160℃～220℃下合成NdWO₄(OH)粉体。李等人通过水热法制备SmWO₄(OH)纳米片，但是产物不纯，其中含有Sm₂WO₆纳米片，并且这种片子较厚。因此，必须开发出新的反映条件来克服这些限制。

H₂O₂被认为是细胞损伤相关的活性物质，并且是真核生物信号转导的重要调节器。因此，H₂O₂的检测具有重要的意义，至今已经有很多方法。在这些检测策略中，光学方法是基于Au纳米颗粒的生物催化生长的直接方法，这是由于催化产生的Au纳米颗粒在约540nm波长处的表面等离子体共振。由于高的消光系数和宽的吸收光谱，Au纳米颗粒通常用作发光猝灭剂和能量受体，并充当导电隧道以促进电子转移。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种原料低廉，性能优异，具有巨大商业价值的一步合成的方法获得EuWO₄(OH)纳米带，以及EuWO₄(OH)/Au复合材料的制备方法。

为了解决上述其中一个技术问题提出的技术方案是：一种碱性钨酸铕EuWO4(OH)纳米带的制备方法，包括以下步骤：

将钨酸铵、硫脲和硝酸铕按质量比为1：2.9～3.1:0.4～0.7混合，以水为溶剂，加入以聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，在210-230℃下加热23-25h，反应结束后自然冷却，将反应得到的产物离心分离，用乙醇洗三次，再水洗三次得到EuWO₄(OH)纳米带。

优选的，将钨酸铵、硫脲和硝酸铕按质量比为1:3:0.5混合。

优选的，加入以聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，在220℃下加热24h。

为了解决上述其中一个技术问题提出的技术方案是：一种碱性钨酸铕EuWO₄(OH)纳米带，根据上述的制备方法制备得到碱性钨酸铕EuWO₄(OH)纳米带。

为了解决上述其中一个技术问题提出的技术方案是，所述的碱性钨酸铕EuWO₄(OH)纳米带制备EuWO₄(OH)/Au复合材料的方法，将柠檬酸钠、氯金酸和上述的EuWO₄(OH)纳米带混合，通过光化学反应4小时，反应结束后，将反应得到的产物离心分离，水洗三次制得EuWO₄(OH)/Au复合材料。

优选的，所述将柠檬酸钠、氯金酸的摩尔比为3:1。

有益效果:

本发明开发了一种原料廉价易得，生产成本低，产率高，适合大规模生产的一步合成碱性钨酸铕EuWO4(OH)纳米带的方法。本发明通过水热法，以钨酸铵，硫脲，硝酸铕和水为原料，在特定的反应条件下，可以一步法合成羟基EuWO₄(OH)纳米带。然后将纳米带与氯金酸在光化学反应的条件下合成EuWO₄(OH)/Au复合材料，这种材料通过荧光淬灭的方法用来检测过氧化氢，检测限达到0.2mM。

(1)本发明的产物经多种方法检测与表征，产品纯度好，产率高。

(2)本发明的合成方法是水热法，操作简单。

(3)本发明的原料，廉价易得，生产成本低。

附图说明

图1为实施例1中样品的扫描电镜图。

图2为对比例1中样品的扫描电镜图。

图3为实施例1中样品的X射线单晶衍射图。

图4为实施例6中检测双氧水的荧光光谱。

图5为实施例6中不同浓度的双氧水对应的相对荧光强度图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例来具体说明本发明的技术方案。

实施例1：

将钨酸铵(42mg)，硫脲(128mg)，硝酸铕(20mg)和19.44mL水混合后，加热溶解，然后加入到25mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，放入提前升温至220℃的烘箱，在220℃下反应24小时。反应结束后，放在室温环境自然冷却。将反应得到的白色固体通过离心分离(乙醇洗三次，水再洗三次)，最终得到目标产物EuWO₄(OH)纳米带。图1显示的是产物的扫描电镜图，看出产物是一种带状材料。图3显示的是产物的X射线单晶衍射图，谱图上的峰与标准卡片JCPDS card No.23-0428相吻合，没有杂峰，由此可见碱性钼酸铕的纯度很高。

对比例1：

将钨酸铵(425mg)，硫脲(1285mg)，硝酸铕(4.7mg)和19.44mL水混合后，加热溶解，然后加入到25mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，放入提前升温至220℃的烘箱，在220℃下反应24小时。反应结束后，放在室温环境自然冷却。将反应得到的白色固体通过离心分离(乙醇洗三次,水再洗三次)，最终得到目标产物EuWO₄(OH)纳米片。图2显示的是产物的扫描电镜图，看出产物是片状材料。

实施例2：

将钨酸铵(42mg)，硫脲(121mg)，硝酸铕(16mg)和19.44mL水混合后，加热溶解，然后加入到25mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，放入提前升温至230℃的烘箱，在230℃下反应25小时。反应结束后，放在室温环境自然冷却。将反应得到的白色固体通过离心分离(乙醇洗三次，水再洗三次)，最终得到目标产物EuWO₄(OH)纳米带。

实施例3：

将钨酸铵(42mg)，硫脲(130mg)，硝酸铕(30mg)和19.44mL水混合后，加热溶解，然后加入到25mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，放入提前升温至210℃的烘箱，在210℃下反应23小时。反应结束后，放在室温环境自然冷却。将反应得到的白色固体通过离心分离(乙醇洗三次，水再洗三次)，最终得到目标产物EuWO₄(OH)纳米带。

实施例4：

将钨酸铵(42mg)，硫脲(128mg)，硝酸铕(28mg)和19.44mL水混合后，加热溶解，然后加入到25mL聚四氟乙烯为内胆的水热釜中，放入提前升温至210℃的烘箱，在210℃下反应24小时。反应结束后，放在室温环境自然冷却。将反应得到的白色固体通过离心分离(乙醇洗三次，水再洗三次)，最终得到目标产物EuWO₄(OH)纳米带。

实施例5：

取0.36mg的EuWO₄(OH)纳米带溶于9mL的水中，依次加入90μL的柠檬酸钠(30mM)和30μL的氯金酸(30mM)，然后用卤素灯光照4h。反应结束后将溶液离心浓缩至2mL，即可得到EuWO₄(OH)/Au复合纳米材料。

实施例6：

取1mL的0.02mg/mL的EuWO₄(OH)/Au溶液分别加入0.204μL、0.41μL、0.616μL、0.82μL、1.024μL、1.536μL、2.048μL、4.096μL H₂O₂(3％现配)配成0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM、1.0mM，1.5mM，2.0mM，4.0mM，通过荧光的强度来检测过氧化氢。图4是检测双氧水的荧光光谱图，图5是不同双氧水浓度下荧光的相对强度线性图。从这两幅图，我们可以看出该材料对检测双氧水有较好的灵敏性，检测限为0.2mM。

本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。