CN101417818A - 氧化钨一维纳米材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氧化钨一维纳米材料及其制备方法,长度为几百纳米到几个微米,宽度5-20纳米。将钨单质粉末直接和蒸馏水混合,在高压釜中充分搅拌,反应物在423-478K温度下反应1-30天,然后过滤,在323-373K温度下干燥12-24h得到所述氧化钨一维纳米材料。本发明采用简单的水热方法制备,操作过程简单,原料易得,成本低廉,溶剂无毒无害环境友好,可以大量合成,制备的WO3纳米线性能优越,用途广泛,适合大规模推广,具有显著的经济效益。

Description

氧化钨一维纳米材料及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料,更具体涉及一种氧化钨一维纳米材料及其制备方法。
背景技术
氧化钨是非常好的催化剂和高温超导材料,它还被用来制作电致变色窗户,红外开关,写读擦光学设备,气敏、湿敏和温敏元件等。同时,氧化钨纳米线具有出色的场发射性能,可作为制备WS2纳米管的结构前驱体。氧化钨晶须,最初的研究是用氩气和水蒸气的混合气在1000~1200℃与钨丝反应制得。最近几年来,制备一维氧化钨纳米材料的方法有很多,比如模板法,煅烧介孔前驱体法,有机溶液合成法,高温氧化法,以及红外线加热氧化法等。尽管一维氧化钨纳米材料的制备方法很多,但一般都存在工艺复杂、产量小等缺点。因此,有必要进一步探索新的实用的制备方法,目前还未有金属单质粉末和水在水热反应条件下直接制备WO3纳米线的相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化钨一维纳米材料及其制备方法,采用简单的水热方法制备,操作过程简单,原料易得,成本低廉,溶剂无毒无害环境友好,可以大量合成,制备的WO3纳米线性能优越,用途广泛,适合大规模推广,具有显著的经济效益。
本发明的氧化钨一维纳米材料为氧化钨纳米线,长度为几百纳米到几个微米,宽度5-20纳米。
本发明的的氧化钨一维纳米材料的制备方法:将蒸馏水与钨单质粉末混合,在高压釜中充分搅拌,反应物在423-478K温度下反应1-30天,然后过滤,在323-373K温度下干燥12-24h得到所述氧化钨一维纳米材料。
本发明的显著优点是:本发明在较低温度下和不添加任何表面活性剂和模板剂的条件下,用简单的水热方法制备出了WO3纳米线,操作过程简单,原料易得,成本低廉,溶剂无毒无害环境友好,可以大量合成,制备的WO3纳米线性能优越,用途广泛,是很好的新能源材料,可用于光电催化,太阳能电池,传感器,锂离子电池和场发射等方面;适合大规模推广,具有显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明的WO3一维纳米材料的扫描电镜形貌图。
图2是本发明的WO3一维纳米材料的透射电镜图。其中a部分是WO3一维纳米材料的透射电镜形貌图,b部分是WO3一维纳米材料的高分辨透射电镜图。
具体实施方式
将钨单质粉末直接和蒸馏水混合,在带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中充分搅拌,溶液填充体积为容器的50~75%,反应物在423-478K温度下反应1-30天,然后过滤,在323-373K温度下干燥12-24h得到所述氧化钨一维纳米材料。
所述钨单质粉末和蒸馏水的用量为:蒸馏水用量,其体积为反应釜容积的50~75%,钨单质粉末的用量与蒸馏水的用量的质量比为1∶50~1∶3750。
合成的纳米线长度约为几百纳米到几个微米,宽度5-20纳米。
以下是本发明的几个具体实施例,但是本发明不仅限于此。
实施例1
钨单质粉末和蒸馏水的用量为:0.01g钨单质粉末和37.5ml蒸馏水,质量比为1∶3750。
将钨单质粉末和蒸馏水混合,在带有50ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中充分搅拌,溶液填充体积为容器的75%,反应物在423K温度下反应1天,然后过滤,在323K温度下干燥12h得到所述氧化钨一维纳米材料。
实施例2
钨单质粉末和蒸馏水的用量为:0.05g钨单质粉末和30ml蒸馏水,质量比为1∶600。
将钨单质粉末和蒸馏水混合,在带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中充分搅拌,溶液填充度为60%,反应物在478K温度下反应30天,然后过滤,在373K温度下干燥24h得到所述氧化钨一维纳米材料。
实施例3
钨单质粉末和蒸馏水的用量为:0.08g钨单质粉末和30ml蒸馏水,质量比为1∶375。
将钨单质粉末和蒸馏水混合,在带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中充分搅拌,溶液填充度为60%,反应物在450K温度下反应8天,然后过滤,在333K温度下干燥12h得到所述氧化钨一维纳米材料。
实施例4
钨单质粉末和蒸馏水的用量为:0.25g钨单质粉末和37.5ml蒸馏水,质量比为1∶150。
将钨单质粉末直接和蒸馏水混合,在带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中充分搅拌,溶液填充度为75%,反应物在468K温度下反应18天,然后过滤,在353K温度下干燥15h得到所述氧化钨一维纳米材料。

Claims (4)

1.一种氧化钨一维纳米材料,其特征在于:所述氧化钨一维纳米材料为氧化钨纳米线,长度为几百纳米到几个微米,宽度5-20纳米。
2.一种如权利要求1所述的氧化钨一维纳米材料的制备方法,其特征在于:将蒸馏水与钨单质粉末混合,在高压釜中充分搅拌,反应物在423-478K温度下反应1-30天,然后过滤,在323-373K温度下干燥12-24h得到所述氧化钨一维纳米材料。
3.根据权利要求2所述的氧化钨一维纳米材料的制备方法,其特征在于:所述高压釜采用带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜,反应溶液填充体积为容器体积的50~75%。
4.根据权利要求2所述的氧化钨一维纳米材料的制备方法,其特征在于:所述蒸馏水体积用量为反应釜容积的50~75%,钨单质粉末的用量为0.01~0.5g,其与蒸馏水的用量的质量比为1∶50~1∶3750。
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