CN103771516A - 一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法,步骤如下:将四水合钼酸铵晶体溶于去离子水中,得到饱和溶液;在饱和溶液中滴加硝酸酸化,静置后得到酸化溶液;在酸化溶液中依次加入去离子水和无水乙醇进行水浴反应;静置后经离心弃除上清液,将沉淀物用水和无水乙醇重复洗涤后干燥,即可制得目标物。本发明的优点是:该制备方法工艺简单、条件温和、操作方便、成本低,以Mo原子计产率可高达73.84%,适于规模化生产,而且所制备出的三氧化钼微米棒的直径及长度可控,有助于开发研究其新颖的吸附性能、催化性能、电性能及气敏性能,该三氧化钼微米可广泛的用作气敏材料、光催化或催化剂载体等。
Description
技术领域
本发明涉及无机微纳米材料制备,具体涉及一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法。
背景技术
一维微纳米材料在电子学、光电子学以及存储设备等领域发挥着重要的作用,其合成技术正越来越多地引起科学家的兴趣。特别是一维过渡金属氧化物微纳米材料,因其特殊的光学、磁学和电子特性而备受瞩目。其中,三氧化钼具有电致变色、光致变色、光催化降解以及气敏特性等,因此在敏感元件、光催化剂以及电池电极等许多功能材料方面具有特殊的用途。三氧化钼以三种常见的物相存在:正交相(α-MoO3)、六方相(h-MoO3)和单斜相(β-MoO3)。其中,正交相为热力学稳定相,六方相和单斜相为热力学介稳相。相对于稳定的正交相MoO3,热力学介稳的六方相MoO3较难制备。
近年来已有报道称通过硝酸酸化钼酸铵溶液得到h-MoO3纳米棒,参见:Wenzhi Pan, Hanfu Wang, Weiguo Chu, Chem. Mater. 2010, 22, 6202-6208。但是上述方法需要精确控制钼酸铵溶液浓度和干燥温度,反应过程需要超声或者搅拌,并且样品形貌不均匀。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足,提出一种工艺简单、操作简便、形貌可控、产率高的h-MoO3微米棒制备方法。
本发明的技术方案:
一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法,步骤如下:
1)将四水合钼酸铵晶体溶于去离子水中,得到饱和溶液;
2)在饱和溶液中逐滴加入浓度为65wt%的硝酸酸化,开始有白色沉淀生成,随着硝酸的加入白色沉淀逐渐消失,继续滴加硝酸直至白色沉淀完全消失,然后将得到的溶液静置0.5-12 h后得到酸化溶液;
3)在酸化溶液中依次加入去离子水和无水乙醇,溶液混合均匀后移入水浴锅中,在40-95oC下水浴反应0.2-5 h;
4)将反应后的溶液静置后,在1000-10000 r/min转速下离心1-5 min,弃除上清液,将得到的沉淀物用水和无水乙醇重复洗涤3-6次,然后放入干燥箱中于40-80oC下干燥6-24 h,即可制得六方相三氧化钼微米棒。
所述去离子水和无水乙醇的体积之和是酸化溶液体积的3-5倍,去离子水和无水乙醇的体积比任意。
本发明的优点是:该制备方法以四水钼酸铵和硝酸为原料、以水和无水乙醇为反应介质在较低温度下进行反应,条件温和、工艺简单、操作方便、成本低,以Mo原子计产率可高达73.84%,适于规模化生产,而且所制备出的三氧化钼微米棒的直径及长度可控,有助于开发研究其新颖的吸附性能、催化性能、电性能及气敏性能,该三氧化钼微米棒可广泛的用作气敏材料、光催化或催化剂载体等。
【附图说明】
图1为该方法制备的六方相三氧化钼微米棒的X射线衍射(XRD)图。
图2为该方法制备的六方相三氧化钼微米棒的扫描电子显微镜(SEM)照片。
【具体实施方式】
下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例:
一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法,步骤如下:
1)将2 g四水合钼酸铵晶体溶于5 mL去离子水中,得到其饱和溶液;
2)在饱和溶液中逐滴加入浓度为65wt%的硝酸酸化,同时用磁力搅拌器搅拌,开始有白色沉淀生成,随着硝酸的加入,白色沉淀逐渐消失,继续滴加硝酸直至白色沉淀完全消失,硝酸使用量为3 mL,静置0.5 h后得到酸化溶液;
3)在酸化溶液中依次加入15 mL去离子水和15 mL无水乙醇,溶液混合均匀后移入水浴锅中,在75oC下水浴反应1 h;
4)将反应后的溶液静置后,在10000 r/min转速下离心1 min,弃除上清液,将得到的沉淀物分别用水和无水乙醇重复洗涤3次,然后放入干燥箱中于60oC下干燥12 h,即可制得六方相三氧化钼微米棒。
图1为所制备的h-MoO3微米棒的XRD图。所有衍射峰经与标准谱图(JCPDS卡片No.21-0569) 对照,吻合的很好。因此,可以判定所得样品为纯h-MoO3。
图2为所制备的h-MoO3微米棒的SEM照片。从照片可以看出,微米棒显示六棱柱外形,尺寸均匀,微米棒的直径为11.65 μm,长度为32.83 μm。通过控制反应条件,可以实现对h-MoO3的直径,长度和微结构(如平头或圆头)的调控。
本方案所制备的h-MoO3微米棒气敏性能良好,在400oC时对100 ppm乙醇的灵敏度达17,而响应时间只有6 s,恢复时间只有11 s。
上述实施例是本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,在未背离本发明的原理与工艺过程下所作的其它任何改变、替代、简化等,均为等效的置换,都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法,其特征在于步骤如下:
1)将四水合钼酸铵晶体溶于去离子水中,得到饱和溶液;
2)在饱和溶液中逐滴加入浓度为65wt%的硝酸酸化,开始有白色沉淀生成,随着硝酸的加入,白色沉淀逐渐消失,继续滴加硝酸直至白色沉淀完全消失,静置0.5-12 h后得到酸化溶液;
3)在酸化溶液中依次加入去离子水和无水乙醇,溶液混合均匀后移入水浴锅中,在40-95oC下水浴反应0.2-5 h;
4)将反应后的溶液静置后,在1000-10000 r/min转速下离心1-5 min,弃除上清液,将得到的沉淀物分别用水和无水乙醇重复洗涤3-6次,然后放入干燥箱中于40-80oC下干燥6-24 h,即可制得六方相三氧化钼微米棒。
2.根据权利要求1所述六方相三氧化钼微米棒的制备方法,其特征在于:所述去离子水和无水乙醇的体积之和是酸化溶液体积的3-5倍,去离子水和无水乙醇的体积比任意。
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