专利名称：一种ZnWO<sub>4</sub> 纳米棒光催化材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光催化材料的制备方法,具体涉及一种ZnWO4纳米棒光催化材料的制备方法。
背景技术：
具有黑钨矿结构的钨酸盐是纳米半导体光催化材料的一个重要分支。由于它可以吸收高能射线和在紫外光范围内具有较高的吸收率，因此可以作为闪烁材料，激光器，光致发光材料和光导纤维，例如微波通讯和发光器件，也可以被用于光催化降解有机污染物。
研究者通过水热法[ChenShao-Hua, Sun Si-Xiu, Sun Hong-Gang, et al. Experimental and Theoretical Studies on the Enhanced Photocatalytic Activity OfZnffO4 Nanorods by Fluorine Doping[J]·Journal of Physical and Chemistry C, 2010,114 :7680_7688],机械球磨法[Aaron Dodd, Allan McKinley, Takuya Tsuzukiet al. Mechanochemical synthesis of nanoparticulate Zn0-Znff04powders and theirphotocatalytic activity[J] · Journal of the European Ceramic Society, 2009，29 :139-144]和声化学法[Changlin Yua, Jimmy C. Yu. Sonochemical fabrication, characterization and photocatalytic properties of Ag/Znff04nanorod catalyst [J]. Materials Science and Engineering B, 2009,164 :16-22]等合成出不同形貌的ZnWO4纳米晶，并尝试实现ZnWO4的可控合成。制备ZnWO4纳米棒的方法多为水热法， 这种方法与其他方法相比，不仅工艺简单，而且避免了后期热处理过程，使ZnWO4纳米棒的形貌得到了良好的控制，但反应时间一般都超过12h，所以实验周期长，效率低。发明内容
本发明的目的在于提供一种采用微波水热法从而缩短反应时间，并通过对反应条件的调节，实现快速可控合成的ZnWO4纳米棒光催化材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
I)分别配制浓度为O. lmol/L^O. 3mol/L的钨酸(H2WO4)溶液A和氯化锌(ZnCl2)溶液B，浓度为O. 05、. 09mol/L的柠檬酸钠溶液C ；
2)按A :B C= (O. 8 I. 2) 1 (O. 2 O. 4)的体积比将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B中形成溶液D ;
3)用质量浓度为30%的氨水溶液或10%的HNO3溶液调节pH=6 8，搅拌均匀，得到溶液E ;
4)将溶液E加入微波水热反应釜中，填充度为6(Γ67%，选择反应温度为 16(Tl90°C，反应时间为10mirT40min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；
5)打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物4飞次，然后在6(T9(TC干燥得到ZnWO4纳米棒光催化材料。
所述的干燥在电热鼓风干燥箱中进行。3
由于本发明采用微波水热法，快速合成具有光催化性的ZnWO4纳米棒，而且不需要后期的晶化热处理，所得产物纯度高，形貌可控。按照本发明仅IOmin就能合成出具有光催化效果的ZnWO4纳米棒，并且制备的ZnWO4纳米棒可在5(T60min时间对罗丹明B的降解率达到97 99%。
图I是实施例I制备的ZnWO4纳米棒光催化材料用日本电子JEM-3010型透射电子显微镜图。具体实施方案
实施例I :
I)分别配制浓度为O. lmol/L的钨酸(H2WO4)溶液A和O. lmol/L氯化锌(ZnCl2)溶液B，浓度为O. 05mol/L的柠檬酸钠溶液C ；
2)按A :B C=1 1 0. 2 (体积比)，将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B中形成溶液D ；
3 )用30%的氨水溶液或10%的HNO3溶液调节pH=6. 4，搅拌均匀，得到溶液E ；
4)将溶液E加入容积为IOOml的微波水热反应釜中，填充度为62%，选择反应温度为170°C，反应时间为40min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；
5)打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物4次，然后在电热鼓风干燥箱中70°C干燥6h，得到产物。
参见附图1，将本发明制备的ZnWO4纳米棒光催化材料用日本理学D/max2000PC X 射线衍射仪分析样品,发现为纯相的ZnWO4。
实施例2:
I)分别配制浓度为O. 3mol/L的钨酸(H2WO4)溶液A和O. 3mol/L氯化锌(ZnCl2)溶液B，浓度为O. 07mol/L的柠檬酸钠溶液C ；
2)按A :B C=0. 8 1 0. 3 (体积比)，将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B中形成溶液D ;
3 )用30%的氨水溶液或10%的HNO3溶液调节pH=7. I，搅拌均匀，得到溶液E ；
4)将溶液E加入容积为IOOml的微波水热反应釜中，填充度为64%，选择反应温度为160°C，反应时间为20min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；
5)打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物5次，然后在电热鼓风干燥箱中80°C干燥5h，得到产物。
实施例3
I)分别配制浓度为O. lmol/L的钨酸(H2WO4)溶液A和O. 2mol/L氯化锌(ZnCl2)溶液B，浓度为O. 09mol/L的柠檬酸钠溶液C ；
2)按A :B C=1. I 1 0. 2 (体积比)，将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B中形成溶液D ;
3 )用30%的氨水溶液或10%的HNO3溶液调节pH=8，搅拌均匀，得到溶液E ；
4)将溶液E加入容积为IOOml的微波水热反应釜中，填充度为60%，选择反应温度4为190°C，反应时间为lOmin，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；
5)打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物6次，然后在电热鼓风干燥箱中60°C干燥8h，得到产物。
实施例4
I)分别配制浓度为O. 2mol/L的钨酸(H2WO4)溶液A和O. lmol/L氯化锌(ZnCl2)溶液B，浓度为O. 08mol/L的柠檬酸钠溶液C ；
2)按A:B:C=L2:1 0. 4 (体积比)，将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B中形成溶液D ;
3 )用30%的氨水溶液或10%的HNO3溶液调节pH=6，搅拌均匀，得到溶液E ；
4)将溶液E加入容积为IOOml的微波水热反应釜中，填充度为67%，选择反应温度为180°C，反应时间为30min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；
5)打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物5次，然后在电热鼓风干燥箱中90°C干燥4h，得到产物。
按照本发明的制备方法制得的ZnWO4纳米棒形貌均一，无需添加模板剂，通过反应温度、时间和PH来控制产物的形貌和光催化性能，无需后期的晶化热处理，从而避免了产物形貌及性能的改变。
权利要求
1.一种ZnWO4纳米棒光催化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤O分别配制浓度为O. lmol/L^O. 3mol/L的钨酸(H2WO4)溶液A和氯化锌(ZnCl2)溶液 B，浓度为O. 05 0. 09mol/L的柠檬酸钠溶液C ；2)按A:B :C= (O. 8^1. 2)1 (0. 2^0. 4)的体积比将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B 中形成溶液D ;3)用质量浓度为30%的氨水溶液或10%的HNO3溶液调节pH=6 8，搅拌均匀，得到溶液E ；4)将溶液E加入微波水热反应釜中，填充度为6(Γ67%，选择反应温度为16(Tl90°C，反应时间为10mirT40min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；5)打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物4飞次，然后在6(T9(TC干燥得到ZnWO4纳米棒光催化材料。
2.根据权利要求I所述的ZnWO4纳米棒光催化材料的制备方法，其特征在所述的干燥在电热鼓风干燥箱中进行。
全文摘要
一种ZnWO4纳米棒光催化材料的制备方法，配制钨酸溶液A、氯化锌溶液B和柠檬酸钠溶液C；将溶液A和溶液C缓慢滴加到溶液B中形成溶液D；调节溶液D的pH=6~8，搅拌均匀，得到溶液E；将溶液E加入微波水热反应釜中，加热反应，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；打开反应釜，分别采用去离子水和无水乙醇清洗产物4~6次，然后干燥得到ZnWO4纳米棒光催化材料。由于本发明采用微波水热法，快速合成具有光催化性的ZnWO4纳米棒，而且不需要后期的晶化热处理，所得产物纯度高，形貌可控。按照本发明仅10min就能合成出具有光催化效果的ZnWO4纳米棒，并且制备的ZnWO4纳米棒可在50~60min时间对罗丹明B的降解率达到97~99%。
文档编号C01G41/00GK102935360SQ20121045873
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者曹丽云, 张晓薇, 黄剑锋, 李佳, 吴建鹏, 周森, 张婷 申请人:陕西科技大学