一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO4微球的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米材料的制备技术，具体是指一种Ag离子掺杂ZnW04纳米材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]氧ZnW04作为一种新型半导体材料，阳离子Zn 2+和W 6+都与氧原子六配位，Zn和W原子构成氧八面体有序六方紧密堆积，其特殊的结构赋予它独特的光催化、电致发光、气敏性能。在半导体中掺入贵金属Ag可影响电子-空穴的复合，改善其光学和电学性能，对ZnW04而言，由于Ag +很难取代ZnWO 4中的Zn 2+，所以容易形成填隙式掺杂，对于填隙式掺杂而言，材料的晶格常数发生变化导致晶格缺陷增加，材料中氧空位浓度增加，因此材料具有更好地光催化和气敏性能。
[0003]目前常用的合成方法ZnW04的方法为水热法，尚未有水热法直接合成Ag离子掺杂ZnW04微球的报道。本发明利用聚乙二醇作为模板剂和表面修饰剂，利用水热法合成Ag掺杂ZnW04微球。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明提供一种简单可行的Ag离子掺杂ZnWOjj球的制备方法。
[0005]—种Ag离子掺杂钨酸锌ZnW04微球的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤:
(1)称取l-3mmol的硝酸锌，溶于10-20mL去离子水中，按硝酸银和硝酸锌摩尔比为(0-2):100的比例加入硝酸银，制得溶液A ;
称取l-3mmol的钨酸钠，溶解在10-20 mL去离子水中，制得溶液B ;
(2)将溶液A和B混合，剧烈搅拌；然后加入20-50mL的聚乙二醇(PEG)，搅拌2小时；
(3)向上述溶液中加入浓度为0.lmol/L的NaOH溶液10mL，然后置于反应釜中，反应釜填充率50%-80%之间，120°C _170°C反应10~18小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。
[0006]步骤(1)中所述的乙酸锌和钨酸钠的摩尔比为1:1 ;步骤(1)中所述的硝酸锌可以用乙酸锌，氯化锌代替。
[0007]步骤(2)中所述的溶液A和B的混合步骤为将溶液B缓慢滴加入溶液A中。
[0008]步骤(2)中所述的聚乙二醇为PEG200或PEG400中的一种。
[0009]步骤(2)中所述的剧烈搅拌，搅拌速度在1000转/分钟以上，搅拌时间2小时。
[0010]利用水热法直接合成Ag离子掺杂的ZnW04微球，无需后续处理过程，通过调控反应参数可调节材料形貌、结构、比表面积，该方法制备工艺简单，有望实现批量生产，使纳米材料在光催化、气敏传感器等实际应用领域具有更加广阔的前景。该方法首次利用简单的水热法一步合成Ag离子掺杂ZnW04，本发明分别配置锌-银前驱体和钨前驱体，然后将二者混合，在碱性条件下水热反应，然后干燥得到Ag离子掺杂ZnW04材料。本发明合成方法操作简便，无需后续处理，成本低，可以大量合成。本发明制备的Ag离子掺杂ZnW(V^用于气敏传感器和光催化等领域。
【附图说明】
[0011 ] 图1为本发明的实施例2所得样品的SEM图；
图2为本发明的实施例1，2所得到的样品对丙酮气体的灵敏度曲线；
图3为本发明的实施例1，2所得到的样品对甲基橙的光催化效率曲线。
【具体实施方式】
[0012]实施例1:
(1)称取2mmol的硝酸锌，溶于15mL去离子水中，制得溶液A ；
称取2mmol的钨酸钠，溶解在15 mL去离子水中，制得溶液B ;
(2)将溶液B缓慢滴加入溶液A中，以1100转/分钟以上搅拌时间2小时左右；然后加入30 mL的聚乙二醇(PEG200)，搅拌2小时；
(3)向上述溶液中加入浓度为0.lmol/L的NaOH溶液10mL，然后置于反应釜中，140°C反应12小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。
[0013]实施例2:
(1)称取2mmol的硝酸锌和0.0lmmol的硝酸银，溶于15 mL去离子水中，制得溶液A ； 称取2mmol的钨酸钠，溶解在15 mL去离子水中，制得溶液B ;
(2)将溶液B缓慢滴加入溶液A中，以1100转/分钟以上搅拌时间2小时左右；然后加入30 mL的聚乙二醇(PEG200)，搅拌2小时；
(3)向上述溶液中加入浓度为0.lmol/L的NaOH溶液10mL，然后置于反应釜中，140°C反应12小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。
[0014]实施例3:
(1)称取1.5mmol的硝酸锌和0.0lmmol的硝酸银，溶于20 mL去离子水中，制得溶液
A；
称取1.5mmol的钨酸钠，溶解在20 mL去离子水中，制得溶液B ;
(2)将溶液B缓慢滴加入溶液A中，以1100转/分钟以上搅拌时间2小时左右；然后加入50 mL的聚乙二醇(PEG200)，搅拌2小时；
(3)向上述溶液中加入浓度为0.lmol/L的NaOH溶液10mL，然后置于反应釜中，140°C反应16小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。
[0015]实施例4:
(1)称取1.5mmol的乙酸锌和0.0lmmol的硝酸银，溶于20 mL去离子水中，制得溶液
A；
称取1.5mmol的钨酸钠，溶解在20 mL去离子水中，制得溶液B ;
(2)将溶液B缓慢滴加入溶液A中，以1100转/分钟以上搅拌时间2小时左右；然后加入50 mL的聚乙二醇(PEG200)，搅拌2小时；
(3)向上述溶液中加入浓度为0.lmol/L的NaOH溶液10mL，然后置于反应釜中，120°C反应16小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。
【主权项】
1.一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO 4微球的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤: (1)称取l-3mmol的硝酸锌，溶于10-20mL去离子水中，按硝酸银和硝酸锌摩尔比为(0-2):100的比例加入硝酸银，制得溶液A ; 称取l-3mmol的钨酸钠，溶解在10-20 mL去离子水中，制得溶液B ; (2)将溶液A和B混合，剧烈搅拌；然后加入20-50mL的聚乙二醇(PEG)，搅拌2小时； (3)向上述溶液中加入浓度为0.lmol/L的NaOH溶液10mL，然后置于反应釜中，反应釜填充率50%-80%之间，120°C _170°C反应10~18小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。2.根据权利要求1所述的一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO4微球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的乙酸锌和钨酸钠的摩尔比为1:1 ;步骤(1)中所述的硝酸锌可以用乙酸锌，氯化锌代替。3.根据权利要求1所述的一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO4微球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的溶液A和B的混合步骤为将溶液B缓慢滴加入溶液A中。4.根据权利要求1所述的一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO4微球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的聚乙二醇为PEG200或PEG400中的一种。5.根据权利要求1所述的一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO4微球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的剧烈搅拌，搅拌速度在1000转/分钟以上，搅拌时间2小时。
【专利摘要】本发明公开了一种Ag离子掺杂钨酸锌ZnWO4微球的制备方法，硝酸锌溶于去离子水中，按硝酸银和硝酸锌摩尔比为(0-2)：100的比例加入硝酸银，制得溶液A；钨酸钠溶解在去离子水中，制得溶液B；将溶液A和B混合，剧烈搅拌；然后加入的聚乙二醇(PEG)，搅拌2小时；向上述溶液中加入NaOH溶液，置于反应釜中120℃-170℃反应10-18小时；待温度降至室温，取沉淀，用去离子水和无水乙醇离心清洗，干燥。本发明分别配置锌-银前驱体和钨前驱体，然后将二者混合，在碱性条件下水热反应，然后干燥得到Ag离子掺杂ZnWO4材料。本发明合成方法操作简便，无需后续处理，成本低，可以大量合成。本发明制备的Ag离子掺杂ZnWO4可用于气敏传感器和光催化等领域。
【IPC分类】C01G41/00
【公开号】CN105271414
【申请号】CN201510721819
【发明人】何丹农, 葛美英, 卢静, 尹桂林, 金彩虹
【申请人】上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月30日