專利名稱：一種絡(luò)合微波水熱制備花球狀ZnWO₄ 光催化材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絡(luò)合微波水熱制備花球狀ZnWO4光催化材料的方法。
背景技術(shù)：
ZnffO4粉體具有光致發(fā)光性和光催化性，作為光催化劑可以用來(lái)對(duì)空氣和水中的有機(jī)污染物(例如，羅丹明B，孔雀綠和甲醛)進(jìn)行有效的降解。20世紀(jì)90年代中期以后，人們對(duì)ZnWO4的研究開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)向微晶和納米晶領(lǐng)域，目前已有一些制備ZnWO4納米粉體的報(bào)道，研究者嘗試不同的制備方法制備了一些具有不同形貌的ZnWO4納米粉體，周際新采用固體粉末法制備出了鎢酸鋅晶須[周際新.鎢酸鹽晶須的制備[D].上海上海交通大學(xué)，2003. ]，Changlin Yua等人采用超聲法制備出ZnWO4 納米棒[Changlin Yua, Jimmy C. Yu. Sonochemical fabrication, characterizationand photocatalytic properties of Ag/Znff04nanorod catalyst[J]. Materials Scienceand Engineering B, 2009, 164:16-22. ], Wang Lingling 用水熱法制備出了棒狀及輪胎狀ZnffO4[WANGLing-Ling. Hydrothermal Synthesis and Photoluminescent Properties ofZinc Tungstate Nanostructures. Journal of Shanghai second polytechnic university[J]，2009，26(2) :99-104.]。水熱法不僅操作簡(jiǎn)單，工藝靈活可調(diào)，而且無(wú)需后期熱處理，避免了產(chǎn)物形貌的變化，但是反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，成本高
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)時(shí)間短，成本低，且形貌可控的的絡(luò)合微波水熱制備花球狀ZnWO4光催化材料的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為1)將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為0. 02mol/L^0. 07mol/L溶液A ；2)將分析純的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為 7. 2 9. OX l(T4mol/L 的溶液 B ；3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4 · 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為0. 02mol/L 0. 07mol/L 溶液 C ；4)在磁力攪拌下，按A :C= (0. 9^1. 3)1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4 4. 5，形成無(wú)色透明溶液D ；5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為5(Γ60%，設(shè)定反應(yīng)溫度為17(T240°C，反應(yīng)時(shí)間為3(T60min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在6(T90°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。 所述的干燥采用電熱鼓風(fēng)干燥箱。有益的效果
本發(fā)明采用絡(luò)合微波水熱法，以CTAB作為絡(luò)合劑，制備花球狀ZnWO4光催化材料的反應(yīng)在液相中一次完成，不需要后期的晶化熱處理，避免了產(chǎn)物在熱處理過(guò)程中可能導(dǎo)致的團(tuán)聚、晶粒粗化、形貌改變以及樣品與氣氛反應(yīng)等缺陷，且工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，所得產(chǎn)物純度高，形貌可控。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I制備的花球狀ZnWO4光催化材料用日本JEOL公司的JSM-5910LV型掃描電鏡圖。
具體實(shí)施方案實(shí)施例I :I)將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為O. 02mol/L 溶液 A ;2)將分析純的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為 7.5X10_4mOl/L 的溶液 B;3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4 · 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為O. 02mol/L 溶液 C ；4)在磁力攪拌下，按A C=0. 9 1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4. 4，形成無(wú)色透明溶液D ；5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為53%，設(shè)定反應(yīng)溫度為220°C，反應(yīng)時(shí)間為50min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱于70°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。參見(jiàn)附圖1，將本發(fā)明制備的六瓣扁花球狀ZnWO4*催化材料用日本理學(xué)D/max2000PC X射線衍射儀分析樣品，發(fā)現(xiàn)為純相的ZnW04。從圖I中可以看出產(chǎn)物為由ZnWO4納米棒組裝而成的尺寸為2 μ m左右的花球狀ZnW04。實(shí)施例2 I)將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為O. 05mol/L 溶液 A ;2)將分析純的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為 8. lX10_4mOl/L 的溶液 B ;3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4 · 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為O. 05mol/L 溶液 C ；4)在磁力攪拌下，按A C=1. 2 1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4. 0，形成無(wú)色透明溶液D ；5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為50%，設(shè)定反應(yīng)溫度為180°C，反應(yīng)時(shí)間為60min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱于80°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。
實(shí)施例3 I)將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為O. 07mol/L 溶液 A ；2)將分析純的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為 7.2X10_4mOl/L 的溶液 B;3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4 · 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為O. 07mol/L 溶液 C ；4)在磁力攪拌下，按A C=1 1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4. 2，形成無(wú)色透明溶液D ；
5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為54%，設(shè)定反應(yīng)溫度為170°C，反應(yīng)時(shí)間為40min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱于90°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。實(shí)施例4 I)將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為O. 03mol/L 溶液 A ；2)將分析純的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為 9.0X10_4mOl/L 的溶液 B;3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4 · 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為O. 06mol/L 溶液 C ；4)在磁力攪拌下，按A C=1. 3 1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4. 5，形成無(wú)色透明溶液D ；5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為60%，設(shè)定反應(yīng)溫度為200°C，反應(yīng)時(shí)間為30min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱于60°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。實(shí)施例5 I)將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為O. 06mol/L 溶液 A ；2)將分析純的CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為 8.5X10_4mOl/L 的溶液 B;3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4 · 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為O. 03mol/L 溶液 C ；4)在磁力攪拌下，按A C=1. I 1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4. 3，形成無(wú)色透明溶液D ；5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為55%，設(shè)定反應(yīng)溫度為240°C，反應(yīng)時(shí)間為40min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱于90°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。
按照本發(fā)明的制備方法制得的花球狀ZnWO4純度高，形貌均一，且可以通過(guò)反應(yīng)溫度、時(shí)間和pH來(lái)控制產(chǎn)物的形貌和光催化性能，而且制備花球狀ZnWO4不需要后期的晶化熱處理，從而避免了在熱處理過(guò)程中可能導(dǎo)致的團(tuán)聚、晶粒粗化、形貌改變以及樣 品與氣氛反應(yīng)等缺陷。
權(quán)利要求
1.一種絡(luò)合微波水熱制備花球狀ZnWO4光催化材料的方法，其特征在于包括以下步驟 O將分析純的二水鎢酸鈉(Na2WO4 · 2H20)溶于去離子水中，配制成鎢酸鈉濃度為O.02mol/L O. 07mol/L 溶液 A ；2)將分析純的CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)溶于去離子水中，配制成CTAB濃度為7.2 9. OX l(T4mol/L 的溶液 B ； 3)將分析純的七水硫酸鋅(ZnSO4· 7H20)溶于溶液B中，配制成Zn2+濃度為O. 02mol/L O. 07mol/L 溶液 C ; 4)在磁力攪拌下，按A:C= (O. 9^1. 3)1的體積比將溶液A緩慢加入溶液C中，并采用質(zhì)量濃度為10%的NaOH溶液或HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH=4 4. 5，形成無(wú)色透明溶液D ； 5)將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為5(Γ60%，設(shè)定反應(yīng)溫度為17(T240°C，反應(yīng)時(shí)間為3(T60min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜； 6)打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物3飛次，然后在6(T90°C干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絡(luò)合微波水熱制備花球狀ZnWO4光催化材料的方法，其特征在于所述的干燥采用電熱鼓風(fēng)干燥箱。
全文摘要
一種絡(luò)合微波水熱制備花球狀ZnWO4光催化材料的方法，將二水鎢酸鈉溶于去離子水得溶液A；將CTAB溶于去離子水得溶液B；將七水硫酸鋅溶于溶液B中得溶液C；將溶液A緩慢加入溶液C中，并調(diào)節(jié)溶液pH=4~4.5，形成無(wú)色透明溶液D；將溶液D加入微波水熱反應(yīng)釜中，加熱反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；打開(kāi)反應(yīng)釜，分別采用去離子水和無(wú)水乙醇清洗產(chǎn)物，然后干燥得到花球狀ZnWO4光催化材料。按照本發(fā)明的制備方法制得的花球狀ZnWO4純度高，形貌均一，且可以通過(guò)反應(yīng)溫度、時(shí)間和pH來(lái)控制產(chǎn)物的形貌和光催化性能，而且制備花球狀ZnWO4不需要后期的晶化熱處理，從而避免了在熱處理過(guò)程中可能導(dǎo)致的團(tuán)聚、晶粒粗化、形貌改變以及樣品與氣氛反應(yīng)等缺陷。
文檔編號(hào)B01J35/08GK102949993SQ20121045808
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者曹麗云, 張曉薇, 黃劍鋒, 劉一軍, 吳建鵬, 李佳, 余芳, 劉亮亮 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)