一种水热法合成六方柱状的核壳结构MoO₃微晶的方法

专利名称：：一种水热法合成六方柱状的核壳结构MoO₃微晶的方法
技术领域：
：本发明涉及一种制备六方柱状的核壳结构MoO3微晶的方法，特别涉及一种水热法制备表面具有特殊形态的六方柱状MoO3微米晶的方法。
背景技术：
：MoO3是一种淡黄色粉末，易潮解，不溶于水，易溶于氨水、强碱和强酸。MoO3具有电致变色、光致变色、光催化降解以及气敏特性等、在显示设备、传感器、智能视窗以及电池电极等许多功能材料方面具有广阔的应用前景。MoO3有三种晶型稳态的正交相MoO3(a-MoO3)、亚稳态的单斜相MoO3(β-MoO3)和亚稳态的六方相MoO3Ch-MoO3)<,其中，h_Mo03是三氧化钥的一种介稳相，比a-MoO3具有更新、更优越的物理化学活性。寻找介稳相三氧化钥简单、有效、快速的合成方法，探索MoO3在光催化方面的理论和应用都将更加有实际意义。关于六方相MoO3报道有995年Whttingham等[GuoJD,ZavzlijP,WhittinghamMS.Metastablehexagonalmolybdates:hydrothermalpreparationstructureandreactivity[J].Solid.State.Chem,1995,117:323—332.]报道了含正一价离子的h—MoO3;2005年和2007年，郑化桂教授[SongJM,WangΧ,ΝXΜ,etal.Preparationofhexagonal—Mo03andelectrochemicalpropertiesoflithiumintercalationintotheoxide[J].Mater.Res.Bui,2005,40:1751—1756.SongJM,NiXM,GaoLS,etal.Synthesisofmetastableh-Mo03bySimpleChemicalPrecipitation[J].Mater.Chem.Phy，2007，102:245-248.]在Komaba的基础上改进了合成方法，成功的制备了h_Mo03;ChuXiangfeng等[ChuXF,LiangSM,SunWQ,ZhangWB,etal.TrimethylaminesensingpropertiesofsensorsbasedonMo03microrods[J].SensorsandActuatorsB:Chemical,2010,148:399—403.]用钥酸铵、尿素和氢氧化钠为原料合成了h—Mo03微米棒，其作为传感器具有很好的气敏性；2009年S.R.Dhage等[S.R.Dhage,M.S.Hassan,0.-BongYang,Lowtemperaturefabricationofhexagonshapedh_Mo03nanorodsanditsphasetransformation!]J].MaterialsChemistryandPhysics,2009,114:511-514]将钥酸铵，尿素，十二烷基硫酸钠在70°C下用超声探头的方法合成了六方相h-Mo03纳米棒。
发明内容本发明的目的在于提供一种设备、原料简单，过程容易控制的水热法合成六方柱状的核壳结构MoO3微晶的方法。按本发明的制备方法制成的六方柱状的核壳结构MoO3微晶具有纯度高、化学活性高、具有优良的光催化等性能及高的结晶均匀性等特点。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下I)将分析纯钥酸铵((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去离子水中搅拌制得浓度为O.02O.09mol/L的钥酸铵溶液；2)采用马来酸溶液调节钥酸铵溶液的pH值为2.O5.O得溶液A；3)分别配制浓度为O.005O.009mol/L的甲苯磺酸钠溶液B和浓度为O.01O.05mol/L的乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C按100:(5-10):(2-5)的体积比混合，搅拌12_24h得到溶液D;4)将溶液D倒入水热釜中，填充度控制在5575%，然后密封水热釜，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中，控制水热温度为200360°C，反应2472小时，反应结束后自然冷却到室温；5)打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于6080°C的电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。有益的效果I)由于本发明制备的表面具有特殊形态的六方相MoO3微米晶相对表面积较大，具有更高的化学活性，具有更好的光催化等性能；2)所得表面具有特殊形态的六方柱状MoO3微米晶晶粒发育完整、纯度较高、结晶性较好且分布均匀；3)由于在水热釜中一次完成，不需要后期热处理，工艺设备简单；可以使用较便宜的原料，且产率较高，反应周期短，成本低；4)所制备的表面具有特殊形态的六方柱状MoO3微晶表现出一定的取向生长趋势。图I为本发明制备的六方柱状MoO3核壳结构微晶的SM图谱。具体实施例方式实施例I:I)将分析纯钥酸铵((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去离子水中搅拌制得浓度为O.02mol/L的钥酸铵溶液；2)采用马来酸溶液调节钥酸铵溶液的pH值为2.O得溶液A；3)分别配制浓度为O.005mol/L的甲苯磺酸钠溶液B和浓度为O.Olmol/L的乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C按10052的体积比混合，搅拌12_24h得到溶液D；4)将溶液D倒入水热釜中，填充度控制在55%，然后密封水热釜，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中，控制水热温度为200°C，反应72小时，反应结束后自然冷却到室温；5)打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于60°C的电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。实施例2I)将分析纯钥酸铵((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去离子水中搅拌制得浓度为O.04mol/L的钥酸铵溶液；2)采用马来酸溶液调节钥酸铵溶液的pH值为3.O得溶液A；3)分别配制浓度为O.006mol/L的甲苯磺酸钠溶液B和浓度为O.02mol/L的乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C按10063的体积比混合，搅拌12_24h得到溶液D；4)将溶液D倒入水热釜中，填充度控制在60%，然后密封水热釜，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中，控制水热温度为260°C，反应60小时，反应结束后自然冷却到室温；5)打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于70°C的电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。实施例3I)将分析纯钥酸铵((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去离子水中搅拌制得浓度为O.09mol/L的钥酸铵溶液；2)采用马来酸溶液调节钥酸铵溶液的pH值为4.O得溶液A；3)分别配制浓度为O.007mol/L的甲苯磺酸钠溶液B和浓度为O.03mol/L的乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C按10084的体积比混合，搅拌12_24h得到溶液D；4)将溶液D倒入水热釜中，填充度控制在70%，然后密封水热釜，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中，控制水热温度为300°C，反应40小时，反应结束后自然冷却到室温；5)打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于70°C的电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。实施例4I)将分析纯钥酸铵((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去离子水中搅拌制得浓度为O.07mol/L的钥酸铵溶液；2)采用马来酸溶液调节钥酸铵溶液的pH值为5.O得溶液A；3)分别配制浓度为O.009mol/L的甲苯磺酸钠溶液B和浓度为O.05mol/L的乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C按100:10:5的体积比混合，搅拌12_24h得到溶液D；4)将溶液D倒入水热釜中，填充度控制在75%，然后密封水热釜，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中，控制水热温度为360°C，反应24小时，反应结束后自然冷却到室温；5)打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于80°C的电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。从图I中可看出，制备的MoO3微晶具有明显的核壳结构，外层为六方柱状壳，内层为MoO3圆柱状微晶。整个核壳结构直径大小为25μm左右。权利要求1.一种水热法合成六方柱状的核壳结构MoO3微晶的方法，其特征在于O将分析纯钥酸铵((NH4)6Mo7O24·4H20)加入到去离子水中搅拌制得浓度为O.02O.09mol/L的钥酸铵溶液；2)采用马来酸溶液调节钥酸铵溶液的pH值为2.O5.O得溶液A；3)分别配制浓度为O.005O.009mol/L的甲苯磺酸钠溶液B和浓度为0.01O.05mol/L的乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C按100:(5-10):(2-5)的体积比混合，搅拌12_24h得到溶液D；4)将溶液D倒入水热釜中，填充度控制在5575%，然后密封水热釜，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中，控制水热温度为200360°C，反应2472小时，反应结束后自然冷却到室温；5)打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于6080°C的电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。全文摘要一种水热法合成六方柱状的核壳结构MoO3微晶的方法，将钼酸铵加入到去离子水中得溶液A；分别配制甲苯磺酸钠溶液B和乙二酸草酸铵溶液C；将溶液A、溶液B和溶液C混合得到溶液D；将溶液D倒入水热釜中，将其放入电热恒温鼓风干燥箱中反应，反应结束后自然冷却到室温；打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤后于电热真空干燥箱内干燥得核壳结构的MoO3六方柱状微晶。由于本发明制备的表面具有特殊形态的六方相MoO3微米晶相对表面积较大，具有更高的化学活性，具有更好的光催化等性能；所得表面具有特殊形态的六方棒状MoO3微米晶晶粒发育完整、纯度较高、结晶性较好且分布均匀。文档编号B82Y30/00GK102936043SQ20121045808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,马凤兰,黄剑锋,郝巍,吴建鹏,费杰,卢靖,李翠艳申请人:陕西科技大学