CN102936046B - 一种球状ZnWO4光催化材料的制备方法 - Google Patents

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一种球状ZnWO4光催化材料的制备方法，分别配制K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中调节pH=3.8~4.3得到溶液C；将溶液C加入微波水热反应釜中，加热反应，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后干燥得到球状ZnWO4光催化材料。按照本发明的制备方法制得的球状ZnWO4纯度高，形貌均一，无需添加模板剂，通过反应温度、时间和pH来控制产物的形貌和光催化性能，无需后期的晶化热处理，避免了产物形貌的改变。

Description

一种球状ZnWO4光催化材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种ZnWO4光催化材料的制备方法，特别涉及一种微波水热法制备球状ZnWO4光催化材料的方法。 
背景技术
ZnWO4是一种光学材料，具有黑钨矿结构，属于单斜晶系，可以作为闪烁材料，发光材料和光催化材料。由于ZnWO4具有发光效率高，密度大，抗辐射和强光损伤能力强，化学稳定性好的优点，因此成为钨酸盐领域的一个热点。 
在研究过程中，ZnWO4材料制备方法主要有：固相合成法[Aaron Dodd,Allan McKinley,Takuya Tsuzuki et al.Mechanochemical synthesis of nanoparticulate ZnO-ZnWO4powders and their photocatalytic activity[J].Journal of the European Ceramic Society,2009,29:139-144.]，沉淀法[Aleksandr Kalinko,Alexey Kotlov,Alexei Kuzmin.Electronic excitations in ZnWO4and ZnxNi1-xWO4(x＝0:1-0:9)using VUV synchrotron radiation[J].Central European Journal of PHysics,2011,9(2):432-437.]，声化学法[Changlin Yua,Jimmy C.Yu.Sonochemical fabrication,characterization and pHotoca-talytic properties of Ag/ZnWO4nanorod catalyst[J].Materials Science and Engineering B,2009,164:16-22.]和水热法[王金颖，黄妙良，钟起权等.ZnWO4纳米晶光催化剂的制备及表征[J].人工晶体学报，2009，2，38(1)：64-70.]。并且，制备过程中大多采用碱性体系，产物为棒状结构，并且通常实验周期长，需要后期热处理，从而导致ZnWO4的形貌难以控制等问题，阻碍了ZnWO4的研究发展，因此也阻碍了ZnWO4作为纳米半导体光催化材料的形貌可控合成与光催化性能可控合成的研究和开发。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用微波水热法，在酸性体系中，无需添加模板剂，快速合成的球状ZnWO4光催化材料的制备方法。 
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为： 
1)分别配制浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B； 
2)按照A：B＝0.6～1.7：1的体积比将溶液A缓慢滴加到溶液B中，用0.1～0.3mol/L的NaOH溶液或0.2～0.5mol/L的HNO3溶液调节pH＝3.8～4.3，搅拌均匀，得到溶液C； 
3)将溶液C加入微波水热反应釜中，填充度为40～45％，选择反应温度为160～190℃，反应时间为30min～60min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜； 
4)打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后在60～90℃干燥得到球状ZnWO4光催化材料。 
所述的干燥采用电热鼓风干燥箱。 
有益的效果： 
本发明采用微波水热法，在酸性体系中，无模板剂的情况下，制备球状ZnWO4光催化材料，而且不需要后期的晶化热处理，避免了球状ZnWO4在热处理过程中形貌的改变，且工艺设备简单，所得产物纯度高，形貌可控。 
附图说明
图1是本发明实施例1制备的球状ZnWO4光催化材料的用日本JEOL公司的JSM-5910LV型扫描电镜图。 
具体实施方案：
实施例1： 
1)分别配制浓度为0.01mol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B； 
2)按照A：B＝1.2：1的体积比将溶液A缓慢滴加到溶液B中，用0.16mol/L 的NaOH溶液或0.47mol/L的HNO3溶液调节pH＝4.3，搅拌均匀，得到溶液C； 
3)将溶液C加入微波水热反应釜中，填充度为43％，选择反应温度为160℃，反应时间为40min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜； 
4)打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后在电热鼓风干燥箱中于70℃干燥得到球状ZnWO4光催化材料。 
参见附图1，将本发明制备的球状ZnWO4光催化材料用日本理学D/max2000PC X射线衍射仪分析样品，发现为纯相的ZnWO4。从图1中可以看出本发明制备的产物为球状ZnWO4。 
实施例2： 
1)分别配制浓度为0.05mol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B； 
2)按照A：B＝1：1的体积比将溶液A缓慢滴加到溶液B中，用0.24mol/L的NaOH溶液或0.35mol/L的HNO3溶液调节pH＝4，搅拌均匀，得到溶液C； 
3)将溶液C加入微波水热反应釜中，填充度为40％，选择反应温度为180℃，反应时间为60min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜； 
4)打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后在电热鼓风干燥箱中于80℃干燥得到球状ZnWO4光催化材料。 
实施例3： 
1)分别配制浓度为0.05mol/L的K2WO4溶液A和0.1mol/L的ZnCl2溶液B； 
2)按照A：B＝1.7：1的体积比将溶液A缓慢滴加到溶液B中，用0.1mol/L的NaOH溶液或0.5mol/L的HNO3溶液调节pH＝3.8，搅拌均匀，得到溶液C； 
3)将溶液C加入微波水热反应釜中，填充度为45％，选择反应温度为190℃，反应时间为50min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜； 
4)打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后在电热鼓风干燥箱中于70℃干燥得到球状ZnWO4光催化材料。 
实施例4： 
1)分别配制浓度为0.1mol/L的K2WO4溶液A和0.05mol/L的ZnCl2溶液B； 
2)按照A：B＝0.6：1的体积比将溶液A缓慢滴加到溶液B中，用0.3mol/L的NaOH溶液或0.2mol/L的HNO3溶液调节pH＝3.9，搅拌均匀，得到溶液C； 
3)将溶液C加入微波水热反应釜中，填充度为41％，选择反应温度为170℃，反应时间为40min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜； 
4)打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后在电热鼓风干燥箱中于60℃干燥得到球状ZnWO4光催化材料。 
按照本发明的制备方法制得的球状ZnWO4纯度高，形貌均一，无需添加模板剂，通过反应温度、时间和pH来控制产物的形貌和光催化性能，无需后期的晶化热处理，避免了产物形貌的改变。 

Claims (2)

1.一种球状ZnWO4光催化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）分别配制浓度为0.01mol/L~0.1mol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B；
2）按照A：B=0.6~1.7：1的体积比将溶液A缓慢滴加到溶液B中，用0.1~0.3mol/L的NaOH溶液或0.2~0.5mol/L的HNO3溶液调节pH=3.8~4.3，搅拌均匀，得到溶液C；
3）将溶液C加入微波水热反应釜中，填充度为40~45%，选择反应温度为160~190℃，反应时间为30min~60min，待反应结束后，自然冷却至室温，取出反应釜；
4）打开反应釜，采用去离子水和无水乙醇清洗产物，然后在60~90℃干燥得到球状ZnWO4光催化材料。
2.根据权利要求1所述的球状ZnWO4光催化材料的制备方法，其特征在于：所述的干燥采用电热鼓风干燥箱。
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