材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种丝状W1S049材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]W03由钙钛矿型结构单元组成，其晶体结构是由1个钨原子和6个氧原子构成的正八面体单元共用顶点排列而成。W03具有多种晶型，如单斜(m-W03)、三斜(tr-W03)、正交(o_W03)、四方(te-W03)、六方(h-W03)等。其中单斜，三斜，正交，六方晶型可在常温下稳定存在。晶体的结构对胃03的性能一定影响，如六方晶型的氧化钨晶体结构具有较大的孔道结构，能够容纳阳离子转化为钨蓝，被认为是良好的电致变色材料。W03易于形成非化学计量比的W0X。该类氧化物的晶体结构中存在胃06结构单元共用棱和面的情况。其中，W18049具有最大量的氧缺陷，是已知的唯一以纯态形式存在的非化学计量比WO x。自从ZHU等[ZHU Y Q, HU ff B, HSU ff K, TERRONES M, GROBERT N, HARE J P.Tungsten oxide tree-likestructures [J].Chemical Physics Letters, 1999, 309(5/6):327-334.]首次通过破碎微米树枝晶得到了 W1S049纳米线以来，研究者们利用热处理、气相生长等多种方法合成了不同形貌的胃18049纳米结构，并对其结构和性能进行了详细的表征。该材料除了具有良好的气敏、变色和催化性能外，对红外光展现出良好的吸收-热转化性能。
[0003]2012年日本学者叶金花进一步发现一维纳米丝状结构的W1S049材料可在可见光照射下催化还原〇02气体[G.Xi, S.0uyang, P.Li, J.Ye, Q.Ma, N.Su, H.Bai, C.Wang, Ultrathinff18049Nanowires with Diameters below lnm:Synthesis, Near-1nfrared Absorpt1n, Photoluminescence, and Photochemical Reduct1n of Carbon D1xide, Angewandte ChemieInternat1nal Edit1n, 51 (2012) 2395-2399.]，催化反应效率高且不需要贵金属负载，这说明纳米结构的18049材料不仅可弥补W03材料在光催化反应中活性的不足，还不需要贵金属负载，可有效降低材料的制备成本，具有良好的潜在应用前景。目前W1S049材料在合成与其光催化性能领域的研究还存在不足，需要进一步探索。
[0004]现有的制备一维纳米丝状结构的胃18049材料的方法复杂，并且制得的W 18049的化学纯度低，形貌不均一。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种工艺过程简单、反应周期短、所得粉体化学组成均一、晶体形貌尺寸均一，形貌可控的丝状W1S049材料的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]1)将WC16加入到无水乙醇中，配制成0.03?0.08mol/L的溶液A ；
[0008]2)向溶液A中加入十八胺，得到溶液B ;其中，WC16和十八胺的物质的量之比为1:(0.8 ?2);
[0009]3)将溶液B在密闭条件下搅拌均匀，得到溶液C ;
[0010]4)将溶液C加入到高压反应釜中，然后在均相反应器中于140?180°C下反应12?28h后随炉冷却至室温，经离心、洗涤、干燥后，得到丝状W1S049材料。
[0011]所述搅拌均匀具体是先进行磁力搅拌，然后进行超声处理。
[0012]所述超声处理的功率为60?80Hz，超声处理的时间为20?40min。
[0013]所述高压反应釜以聚四氟乙烯为内衬。
[0014]所述高压反应釜的填充率为30?60%。
[0015]所述洗涤是采用无水乙醇进行的。
[0016]所述干燥是在真空干燥箱中或冷冻干燥箱进行的。
[0017]所述干燥的温度是40?60°C，时间为3?12h。与现有技术相比，本发明具有的有益效果:本发明通过加入作为表面活性剂的十八胺，能够制备出具有明显取向生长且结晶性相对较高的纯相W1S049材料，克服了现有技术中W 18049材料结晶性较低的情况；本发明利用十八胺为表面活性剂，通过控制十八胺(CH3(CH2) 16CH2NH2)的用量，可以很好的调控丝状的长度，实现单个丝状长度在纳米与微米范围内的可控合成。本发明制备具有氧缺陷的W1S049材料时，不用惰性气体保护，在140?180°C下制备出纯相的分散均勾的W1S049材料，本发明反应条件温和，所需温度较低，并且工艺步骤简单，重复性高，并且本发明合成的丝状W1S049材料，对亚甲基蓝有将较强的吸附性能，同时对甲基橙表现出良好的光催化性能，具体在暗反应阶段产物对甲基橙有一定的吸附，光反应阶段前40min对甲基橙的降解达到80%，其性能方面预测具有较大的探索价值。
【附图说明】
[0018]图1为本发明在实施例1条件下制备的胃18049的XRD图谱。
[0019]图2为本发明在实施例1条件下制备的评18049在30k放大倍数下的SEM照片。
[0020]图3为本发明在实施例1条件下制备的评18049在10k放大倍数下的SEM照片。
[0021]图4为本发明实施例1制备的评18049在500W汞灯下对甲基橙的降解曲线。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图通过具体实施例进行详细描述。
[0023]实施例1
[0024]1)将0.7931g WC16加入到40mL无水乙醇中，配制成0.05mol/L的溶液A ；
[0025]2)向溶液A中加入0.5390g分析纯十八胺(CH3 (CH2) 16CH2NH2)，得到溶液B ;
[0026]3)将溶液B用保鲜膜密封，避免与空气接触，先采用磁力搅拌20min，再超声(60Hz)处理30min，得到溶液C ；
[0027]4)将溶液C加入到100mL以聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中，体积填充比为40%，然后将高压反应釜密封后，在均相反应器中于160°C下反应24h后随炉冷却至室温，经无水乙醇离心、洗涤3次、在真空干燥箱中于60°C干燥3h，得到丝状W1S049材料。
[0028]由图1可以看出:本发明制备的产物纯相的W1S049材料。由图2可以看出:本发明得到的W1S049是一种丝状结构。由图3可以看出:本发明得到的丝状评18049的单个长度约为0.8 ?1.5 μ m0
[0029]从图4中可以看出在暗反应阶段产物对甲基橙有一定的吸附，光反应阶段前40min对甲基橙的降解达到80%。
[0030]实施例2
[0031]1)将0.9914g WC16加入到50mL无水乙醇中，配制成0.06mol/L的溶液A ；
[0032]2)向溶液A中加入0.6468g分析纯十八胺(CH3 (CH2) 16CH2NH2)，得到溶液B ;
[0033]3)将溶液B用保鲜膜密封，避免与空气接触，先采用磁力搅拌40min，