一種菱形空心磷鎢酸銀棒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用磷鎢酸和硝酸銀合成菱形空心磷鎢酸銀棒的工藝。將聚乙二醇與水按體積比0.25/1-5/1的比例混合均勻，再將硝酸銀與磷鎢酸分別加入到等量的混合溶液中，20-30度下攪拌至澄清透明的液體，攪拌速度為200-300轉(zhuǎn)/分鐘；然后將磷鎢酸溶液加入硝酸銀溶液中低速攪拌30-60分鐘。將大量乙醇加入得到的澄清透明液體中產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，用乙醇洗滌，重復(fù)三次。將得到的粉體放入50℃烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸銀棒狀材料。本發(fā)明制備菱形空心磷鎢酸銀棒的方法簡(jiǎn)便、步驟簡(jiǎn)單、操作容易。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用磷鎢酸和硝酸銀合成菱形空心磷鎢酸銀棒的工藝，屬于無(wú)機(jī) 材料制備范圍。 一種菱形空心磷鎢酸銀棒的制備方法

【背景技術(shù)】
[0002] 雜多酸（Heteropolyacid)，也稱多金屬氧簇（Polyoxometalate)，是一類由氧原 子橋接金屬原子形成的金屬氧簇化合物。雜多酸具有良好的催化性能，是一種高效的雙功 能催化劑，不僅具有酸催化性能，還具有氧化還原催化性能。雜多酸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以用在均 相或者非均相催化環(huán)境，也可以和相轉(zhuǎn)移催化劑共同使用。雜多酸對(duì)環(huán)境無(wú)污染，對(duì)設(shè)備腐 蝕性小，是一種很有發(fā)展前途的綠色催化劑。雜多酸催化的反應(yīng)活性高，選擇性好，廣泛應(yīng) 用在分析化學(xué)、表面化學(xué)、藥物化學(xué)、食品化學(xué)、催化化學(xué)和光化學(xué)等領(lǐng)域。而基于分子設(shè)計(jì) 理念將傳統(tǒng)雜多酸分子中的雜原子、多原子進(jìn)行取代得到新型的雜多酸或者雜多酸鹽已成 為目前研究的熱點(diǎn)。其中最多的是雜多酸銫鹽的研究，其他雜多酸鹽的研究也逐步增多。
[0003] 目前隨著染料紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，染料的品種和用量日趨復(fù)雜，廢水排放量也 迅速增加，印染廢水已成為水系環(huán)境的重點(diǎn)污染源之一。印染廢水的成分復(fù)雜，往往含有難 降解的有機(jī)污染物，有些甚至是致癌、致突變、致畸的有機(jī)物，如：苯環(huán)、氨基、偶氮基等。加 強(qiáng)對(duì)印染廢水的處理，對(duì)保護(hù)環(huán)境、維持生態(tài)平衡起著重要的作用。傳統(tǒng)的生物處理工藝、 化學(xué)沉淀和氣浮法有其局限性，往往不能夠達(dá)到徹底的去除效果。20世紀(jì)80年代后期，新 興的光催化氧化技術(shù)引起人們廣泛的關(guān)注，開(kāi)始應(yīng)用于廢水處理。光催化氧化技術(shù)能有效 地破壞許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生物難降解的有機(jī)污染物，將其完全氧化為C0 2、H20等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。 與傳統(tǒng)的以污染物的分離、濃縮及相轉(zhuǎn)移為主的物理方法相比，光催化氧化具有節(jié)能、高 效、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)。在眾多半導(dǎo)體光催化劑中磷鎢酸銀因?yàn)槠渚哂须s多酸keggin 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、吸收可見(jiàn)光、催化活性高、廉價(jià)、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。但傳統(tǒng)的磷鎢酸銀 鹽的合成一般采用沉淀法制備（魏云霞等，《無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)》2012年9月，第28卷，第9期 P1909-1913)，僅僅對(duì)催化劑的酸強(qiáng)度有一定的要求，而對(duì)于催化劑的比表面積、形貌等沒(méi) 有具體的要求。為了提高磷鎢酸銀的比表面積，周衛(wèi)等（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01310184382.3 一種空心磷鎢酸銀可見(jiàn)光催化劑的制備方法）開(kāi)發(fā)一種通過(guò)三步（一、制備懸濁液；二、制 備粉體；三、焙燒）的制備方法，得到一種空心的磷鎢酸銀光催化劑。然而該方法步驟較多， 制備復(fù)雜。梁文婷等在《中國(guó)科學(xué)B輯：化學(xué)》(2009年第39卷第6期：495-500)中提到在 有機(jī)小分子二甲基甲酰胺（DMF)的調(diào)控作用下Keggin型多金屬氧化物在水溶液中形成規(guī) 則的納米立方體，隨溫度改變?cè)摷{米立方體轉(zhuǎn)變?yōu)榭招牧⒎浇Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了一種菱形 空心磷鎢酸銀棒的簡(jiǎn)便制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決目前磷鎢酸銀制備時(shí)候在低溫下材料結(jié)晶度低、穩(wěn)定性差、晶粒大、 比表面積小等缺點(diǎn)；而在高溫下制備繁瑣、晶粒均勻、晶型不規(guī)整、光催化活性較低等問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明提供了一種菱形空心磷鎢酸銀棒的簡(jiǎn)便制備方法。
[0006] 具體技術(shù)方案如下：
[0007] ( -）、將聚乙二醇與水按體積比0. 05/1-10/1的比例混合均勻，再將硝酸銀與 磷鎢酸分別加入到等量的混合溶液中，10-40度下攪拌至澄清透明的液體，攪拌速度為 100-300轉(zhuǎn)/分鐘；然后將磷鎢酸溶液加入硝酸銀溶液中低速攪拌20-100分鐘。
[0008] (二）、將大量乙醇加入到步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，用 乙醇洗滌，重復(fù)三次。
[0009] (三）、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸銀 棒狀材料。
[0010] 本發(fā)明的所述聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)選聚乙二醇400的作為原料。
[0012] 本發(fā)明的所述優(yōu)選聚乙二醇和水的體積比為0. 25/1-5/1。
[0013] 本發(fā)明的所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為20-30度。
[0014] 本發(fā)明的所述攪拌速度優(yōu)選為200-300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0015] 本發(fā)明的所述磷鎢酸溶液加入硝酸銀溶液中低速攪拌時(shí)間優(yōu)選30-60分鐘。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：
[0017] (1)、本發(fā)明制備出的菱形空心磷鎢酸銀棒具有外部菱形、內(nèi)部六邊形中空的結(jié) 構(gòu)，具有較高的穩(wěn)定性；
[0018] (2)、本發(fā)明方法制備的菱形空心磷鎢酸銀棒具有較大的比表面積；
[0019] (3)、本發(fā)明方法制備菱形空心磷鎢酸銀棒的方法簡(jiǎn)便、步驟簡(jiǎn)單、操作容易。
[0020] 附件說(shuō)明
[0021] 附圖1是實(shí)施例三所得菱形空心磷鎢酸銀棒的掃描電鏡圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 步驟一、將聚乙二醇200與水按體積比為0. 25/1 (25毫升聚乙二醇200和100毫 升水）的比例混合均勻，再將0. 5克硝酸銀與9. 06克磷鎢酸分別加入等量的混合溶液中， 30度下以攪拌速度100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌至澄清透明的液體后，將磷鎢酸溶液緩緩倒入硝酸銀 溶液，30度下低速攪拌40分鐘。
[0024] 步驟二、將大量無(wú)水乙醇加入步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生大量白色沉淀， 過(guò)濾并用無(wú)水乙醇洗滌，重復(fù)三次。
[0025] 步驟三、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸 銀棒，記為A。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 步驟一、將聚乙二醇200與水按體積比為5/1(100毫升聚乙二醇200和20毫升 水）的比例混合均勻，再將0. 5克硝酸銀與9. 06克磷鎢酸分別加入等量的混合溶液中，20 度下以攪拌速度200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌至澄清透明的液體后，將磷鎢酸溶液緩緩倒入硝酸銀溶 液，20度下低速攪拌40分鐘。
[0028] 步驟二、將大量無(wú)水乙醇加入步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生大量白色沉淀， 過(guò)濾并用無(wú)水乙醇洗滌，重復(fù)三次。
[0029] 步驟三、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸 銀棒，記為B。
[0030] 實(shí)施例3
[0031] 步驟一、將聚乙二醇400與水按體積比為0. 5/1 (50毫升聚乙二醇400和100毫升 水）的比例混合均勻，再將0. 5克硝酸銀與9. 06克磷鎢酸分別加入等量的混合溶液中，30 度下以攪拌速度200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌至澄清透明的液體后，將磷鎢酸溶液緩緩倒入硝酸銀溶 液，30度下低速攪拌40分鐘。
[0032] 步驟二、將大量無(wú)水乙醇加入步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生大量白色沉淀， 過(guò)濾并用無(wú)水乙醇洗滌，重復(fù)三次。
[0033] 步驟三、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸 銀棒，記為C。
[0034] 實(shí)施例4
[0035] 步驟一、將聚乙二醇400與水按體積比為2/1(100毫升聚乙二醇400和50毫升 水）的比例混合均勻，再將0. 5克硝酸銀與9. 06克磷鎢酸分別加入等量的混合溶液中，40 度下以攪拌速度300轉(zhuǎn)/分鐘攪拌至澄清透明的液體后，將磷鎢酸溶液緩緩倒入硝酸銀溶 液，40度下低速攪拌60分鐘。
[0036] 步驟二、將大量無(wú)水乙醇加入步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生大量白色沉淀， 過(guò)濾并用無(wú)水乙醇洗滌，重復(fù)三次。
[0037] 步驟三、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸 銀棒，記為D。
[0038] 實(shí)施例5
[0039] 步驟一、將聚乙二醇600與水按體積比為4/1(120毫升聚乙二醇600和30毫升 水）的比例混合均勻，再將0. 5克硝酸銀與9. 06克磷鎢酸分別加入等量的混合溶液中，30 度下以攪拌速度200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌至澄清透明的液體后，將磷鎢酸溶液緩緩倒入硝酸銀溶 液，30度下低速攪拌60分鐘。
[0040] 步驟二、將大量無(wú)水乙醇加入步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生大量白色沉淀， 過(guò)濾并用無(wú)水乙醇洗滌，重復(fù)三次。
[0041] 步驟三、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸 銀棒，記為E。
【權(quán)利要求】
1. 一種菱形空心磷鎢酸銀棒的簡(jiǎn)便制備方法，其特征是采用聚乙二醇400與水作為溶 齊?，磷鎢酸和硝酸銀作為原料合成菱形空心磷鎢酸銀棒。 本發(fā)明所述合成步驟為： (一） 、將聚乙二醇與水按體積比0. 05/1-10/1的比例混合均勻，再將硝酸銀與磷鎢酸 分別加入到等量的混合溶液中，10-40度下攪拌至澄清透明的液體，攪拌速度為100-300轉(zhuǎn) /分鐘；然后將磷鎢酸溶液加入硝酸銀溶液中低速攪拌20-100分鐘。 (二） 、將大量乙醇加入到步驟一得到的澄清透明液體中產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)濾，用乙醇 洗滌，重復(fù)三次。 (三） 、將步驟二得到的粉體放入50°C烘箱中，干燥后得到一種菱形空心磷鎢酸銀棒狀 材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)明的聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇 600。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)明的優(yōu)選聚乙二醇400的作為原料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)明的優(yōu)選聚乙二醇和水的體積比為0. 25/1-5/1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)明的反應(yīng)溫度優(yōu)選為20-30度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)明的攪拌速度優(yōu)選為200-300轉(zhuǎn)/分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)明的磷鎢酸溶液加入硝酸銀溶液中低速攪拌時(shí)間優(yōu)選 30-60分鐘。
【文檔編號(hào)】C01B25/45GK104085872SQ201410330762
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】金頂峰, 劉國(guó)運(yùn), 吳盼盼, 楊瀟, 金紅曉, 王新慶, 彭曉嶺, 洪波, 葛洪良 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院