一种微纳米结构钼酸铜原位生长的方法与流程

本发明属于无机微纳米半导体材料合成领域，涉及一种微纳米结构钼酸铜原位生长的方法，利用简单的阳极氧化法使铜网上形成均匀分布的稳定微纳米球状结构的cu3mo2o9，将氧化后的材料置于管式炉中高温煅烧。本发明可以得到性能稳定的材料，可以应用在膨胀性防火涂料和电极材料等领域。
背景技术：
：因特有的结构、电性能和催化性能，金属钼酸盐纳米材料受到了广泛的关注。研究表明，金属钼酸盐纳米材料不仅在光催化降解废水、电极材料、海水腐蚀、颜料和负热膨胀材料等领域有着良好的应用价值，而且在光学、荧光体、湿度感应、及抗菌领域获也有优异的应用潜力。因此开发新型的钼酸盐纳米材料，具有非常重要的意义。金属钼酸盐具有高比表面、表面能、多活性位点和高选择性等优良性质，受到了很多学者的关注。国内也公开了一些合成钼酸盐的方法。中国发明专利cn201510096407.3公开了一种制备微米球状碱式钼酸铜(cu3(oh)2(mo4)2)的方法，所产生的微米球状的直径为20μm，虽能合成高纯度的微米球状碱式钼酸铜(cu3(oh)2(mo4)2)，但这种方法对溶液的ph具有很高的要求。此外，中国发明专利cn201110347508.5公开了一种利用微波反应来制备辐射状钼酸铜微米球状结构(cu3mo2o9)的方法，采用的方法新颖，但合成的颗粒粒径较大且反应条件需要微波，不是合成碱式钼酸铜的最佳方法。为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种活性cu3mo2o9微纳米球状结构的制备方法。该方法不仅反应时间短、反映条件温和而且所制备出的材料具有比较好的形貌和良好的稳定性。此外，本发明合成材料颗粒由微纳米球体组成且粒径只有860nm，这为材料降解有机污染物时提供了大的比表面积和更多的反应活性位点。技术实现要素：针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种电化学合成稳定的微纳米球状结构cu3mo2o9的方法。本发明简单、方便、成本低、可大规模用于工业生产，所得催化剂颗粒小(粒径只有860nm)、催化活性高、可再生、可重复利用、过程中不产生有毒有害物质，具有极高的经济效益和社会效益。本发明的技术方案如下：一种微纳米结构钼酸铜原位生长的方法，包括如下步骤，以2cm×4cm的铜网经乙醇、0.1mol/l的h2so4、去离子水清洗预处理后，置于真空干燥箱干燥，然后进行高温煅烧。得到最终产品：具体步骤如下：(1)预处理：用乙醇、0.1mol/l的h2so4、去离子水依次超声清洗30min尺寸为2cm×4cm的铜片，置于真空干燥箱干燥。(2)阳极氧化：将步骤(1)中清洗干净的铜片作为阳极，pt片作为阴极，以含有5％的钼酸钠溶液为电解液进行阳极氧化。阳极氧化的电压为3v，时间为5min，温度25℃。反应结束后，将铜网从反应体系中取出并用去离子水冲洗3次除去材料表面的溶液，得到黄绿色微纳米球状结构的铜基cu3mo2o9。(3)后处理：将步骤(2)氧化后的材料置于空气中自然晾干。(4)煅烧：将步骤(3)中得到黄绿色的铜基cu3mo2o9微纳米球状结构的材料放入管式炉中进行煅烧处理。温度为450℃，时间2h。步骤(1)中，所述的材料可以为铜网也可以是铜片。干燥方式有：冷冻干燥、鼓风干燥、真空干燥。材料放入管式炉中进行煅烧处理时，处于空气氛围中。步骤(2)中所涉及的配溶液的方式可以为：用玻璃棒搅拌、超声处理、磁力搅拌。所用的溶剂为去离子水。步骤(1)(2)中的冲洗次数3～6次。本发明的有益效果体现在以下三个方面：(1)反应设备简单，反应时间短，反应便于操作。(2)反应原料易得，价钱便宜，可大规模用于工业生产。(3)合成的cu3mo2o9葡萄状多微球直径小(860nm)，在降解有机污染物反应时能提供大的比表面和更多的反应活性位点。(4)整个反应过程不产生任何有毒有害物质，属于清洁生产。(5)通过超声清洗能将损耗严重的催化剂表面物质清洗掉从而实现催化剂再生，以降低成本。附图说明图1为合成的微纳米球状结构cu3mo2o9制备流程图。图2为合成的cu3mo2o9微纳米球状结构的不同放大倍数下的sem图(图b中的插图为实物图)。图3为合成的cu3mo2o9微纳米球状结构的eds图谱。图4为合成的cu3mo2o9微纳米球状结构的xrd图。具体实施方式下面结合附图1和实施例，对本发明进行具体描述。实施例1(1)用乙醇、0.1mol/l的h2so4、去离子水依次超声清洗30min尺寸为2cm×4cm的铜片，并置于真空干燥箱中干燥。(2)将步骤(1)中清洗干净的铜片作为阳极，pt片作为阴极，以含有钼酸钠溶液为电解液进行阳极氧化。阳极氧化的电压为3v，时间为5min，温度25℃。反应结束后，将铜网从反应体系中取出并用去离子水冲洗3～5次除去材料表面的溶液，得到黄绿色微纳米球状结构的铜基cu3mo2o9。(3)将步骤(2)氧化后的材料置于空气中自然晾干。(4)将步骤(3)中得到黄绿色的铜基cu3mo2o9微纳米球状结构的材料放入通着空气的管式炉中进行煅烧处理。煅烧处理的过程为：以1℃/min的速率升温至450℃,然后在450℃条件下保持2h，最后以1℃/min的速率降至室温。(5)将步骤(4)得到的材料进行sem表征，由图2中可以看出所合成的物质为微纳米球状结构。所得材料催化剂颗粒小(粒径只有860nm)。(6)将步骤(4)得到的材料进行eds表征，图3说明合成的材料中含有o、cu、mo三种元素。从表1能看出由示意图中可以看出所合成材料各元素的大致比例。元素weight％atomic％o30.8768.73cu29.6316.61mo39.4914.66total100100(7)将步骤(4)得到的材料进行xrd表征，由图4可以看出，本发明所合成的物质为cu3mo2o9。当前第1页12