CN103922411B - 一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法 - Google Patents
一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103922411B CN103922411B CN201410155183.4A CN201410155183A CN103922411B CN 103922411 B CN103922411 B CN 103922411B CN 201410155183 A CN201410155183 A CN 201410155183A CN 103922411 B CN103922411 B CN 103922411B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microwave
- clear solution
- nanocrystalline
- hydrothermal
- reaction kettle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明提供一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法：将Cr(NO3)3溶液加入到等体积的Na2WO4溶液中，调节pH为4.0～7.0，倒入到微波水热反应釜中，在水热温度控制为150～220℃的条件下反应1～4h，反应得到的产物进行离心，洗涤，干燥2-4h，得到Cr2WO6纳米晶，本发明制备的Cr2WO6晶体大小均匀，分散性好，且本发明操作简单，无特殊气氛要求，反应时间短，温度低，能耗小，周期短，重复性好，适合大规模生产，具有广阔的发展前景。
Description
技术领域
本发明属于钨酸盐纳米材料技术领域，特别涉及一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法。
背景技术
钨酸盐具有种类多、性能好、晶体形貌多变、高附加值等特点，凭借其优异的光学、电学性能，钨酸盐不但在传感器、光学、闪烁晶体、激光基质、声学纤维领域获得应用，而且在缓蚀、电极、催化、光电阳极、光吸收、涂料等领域有着潜在应用。钨酸铬（Cr2WO6）是钨酸盐系列中的一种，研究发现其禁带宽度约为2.52eV，因其具有特殊的光学、电学和磁学性能，被认为在光纤、闪烁体、湿度传感器、磁性材料和铁电材料等领域有着潜在的应用；而且Cr2WO6对可见光具有很强的吸收，是一种很有潜力的新型光催化材料，在催化降解水中有机污染物和光解水制氢方面具有广阔的应用前景。
目前对钨酸盐的报道主要集中在Bi2WO6、ZnWO4、CaWO4、FeWO4等物质，而对钨酸铬的报道还很少见，在现有报道中采用的方法主要是固相反应法。
K.T.JACOB采用高温固相法，以Cr2O3和WO3为原料在1000℃的温度下制备了Cr2WO6粉体[K.T.JACOB.PhaserelationshipsinthesystemCr-W-OandthermodynamicpropertiesofCrWO4andCr2WO6[J].JournalofMaterialsScience,1980,15:2167-2174.]；SureshTelu在制备W-Cr合金时，用纯的钨粉和铬粉烧结至1000℃以上时在合金表面出现了Cr2WO6[SureshTelu,A.Patra,M.Sankaranarayana,etal.MicrostructureandcyclicoxidationbehaviorofW–Cralloyspreparedbysinteringofmechanicallyalloyednanocrystallinepowders[J].Int.J.Refract.Met.HardMater,2013,36:191-203.]；用固相反应法制备钨酸铬，需要将原料加热到较高温度（900℃～1350℃），保温较长时间（5～24h），得到产品。这种方法不仅消耗了大量的能源，且制备出的样品的颗粒尺寸大，比表面积大大降低，虽可实现可见光响应，但光催化效率并不理想。
到目前为止钨酸盐的合成方法多种多样，M.A.P.Almeid采用微波水热法在170℃下制备出纯的FeWO4纳米粉体[M.A.P.Almeida,L.S.Cavalcante,C.Morilla-Santos,etal.ElectronicstructureandmagneticpropertiesofFeWO4nanocrystalssynthesizedbythemicrowave-hydrothermalmethod[J].Mater.Charact,2012,73:124-129.]；Lee采用水热法在160℃制备出了片状Bi2WO6纳米晶[Wen-LianWilliamLee,Shiuh-TsuenHuang,etal.PhotodegradationofCVovernanocrystallinebismuthtungstatepreparedbyhydrothermalsynthesis[J].J.Mol.Catal.A:Chem,2012,361-362:80-90.]；FanDong采用超声喷雾热解法制备了空心的PbWO4微球[FanDong,YuHuang,ShichunZou,JiangLiu,andS.C.Lee.UltrasonicspraypyrolysisfabricationofsolidandhollowPbWO4sphereswithstructure-directedphotocatalyticactivity[J].J.Phys.Chem.C,2011,115(1):241-247]；除此之外还有溶胶-凝胶法、微乳液法、溶剂热法等。低温液相合成方法具有条件可控、成本低廉、环境温和等众多优点，被认为是近绿色化学的合成方法，且低温液相合成方法对无机反应以及由此生成的无机光催化材料的尺寸，形貌，结构，结晶性呈现特殊的效果，因此低温液相方法合成的钨酸盐光催化材料表现出比其他制备技术制备出的同种光催化材料更优越的光催化性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法，本发明制备的Cr2WO6晶体大小均匀，分散性好，且本发明操作简单，无特殊气氛要求，反应时间短，温度低，能耗小，周期短，重复性好。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
步骤一：将Cr(NO3)3·9H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成Cr3+浓度为0.1～0.4mol/L的透明溶液A（Cr(NO3)3溶液）；
步骤二：将Na2WO4·2H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成WO4 2-浓度为0.1～0.4mol/L的透明溶液B（Na2WO4溶液）；
步骤三：按透明溶液A:透明溶液B的体积比为1:2～2:1的比例，将透明溶液A加入到透明溶液B中，并通过搅拌（大约30分钟）形成绿色前驱物悬浊液；
步骤四：调节所述前驱物悬浊液的pH为4.0～7.0得到混合物；
步骤五：将混合物倒入到微波水热反应釜中，然后将微波水热反应釜密封后放入微波水热反应仪中，在水热温度控制为150～220℃的条件下反应1～4h，反应结束后自然冷却到室温；
步骤六：经过步骤五后，打开微波水热反应釜，将反应得到的产物进行离心得沉淀，将沉淀依次采用去离子水以及无水乙醇洗涤后在50～80℃干燥2-4h，得到Cr2WO6纳米晶。
采用0.5～1mol/L氢氧化钠水溶液调节所述前驱物悬浊液的pH。
所述步骤五中，微波水热反应釜的填充度控制在40～60%。
本发明的有益效果为：
1)本发明采用简单的微波水热合成工艺，制备出片状Cr2WO6纳米晶；
2)本发明制备片状Cr2WO6纳米晶的反应周期短，可重复性高；
3)本发明操作过程简单，原料易得，反应能耗小，适合大规模生产，具有广阔的发展前景。
附图说明
图1为实施例1制备的片状Cr2WO6纳米晶的XRD图谱，产物对应标准JCPDS卡片编号No.35-0791；
图2为实施例1制备的片状Cr2WO6纳米晶的透射电镜（TEM）图片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
实施例1：
步骤一：将分析纯的Cr(NO3)3·9H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成Cr3+浓度为0.2mol/L的透明溶液A；
步骤二：将分析纯的Na2WO4·2H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成WO4 2-浓度为0.1mol/L的透明溶液B；
步骤三：按透明溶液A:透明溶液B的体积比为1:1的比例，将透明溶液A缓慢的加入到透明溶液B中，并用磁力搅拌器不断搅拌，形成绿色前驱物悬浊液；
步骤四：用0.8mol/L氢氧化钠水溶液调节绿色前驱物悬浊液的pH为4.0得到混合物；
步骤五：将混合物倒入到微波水热反应釜中，填充度控制在50%；然后密封微波水热反应釜，放入温压双控微波水热反应仪中，选择温度模式进行反应，反应温度控制在200℃，反应时间为2.5h，反应结束后自然冷却到室温；
步骤六：打开微波水热反应釜，将反应得到的产物进行离心得沉淀，然后依次采用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀3～5次，将洗涤后的沉淀在电热鼓风干燥箱中于60℃干燥2h，得到最终产物Cr2WO6纳米晶。
从图1可看出，所制备的Cr2WO6纳米晶结晶性较好，纯度较高。从图2可看出，所制备的Cr2WO6为结晶性能良好的纳米片，平均晶粒尺寸约为50nm。
实施例2：
步骤一：将分析纯的Cr(NO3)3·9H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成Cr3+浓度为0.3mol/L的透明溶液A；
步骤二：将分析纯的Na2WO4·2H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成WO4 2-浓度为0.15mol/L的透明溶液B；
步骤三：按透明溶液A:透明溶液B的体积比为1.5:1的比例，将透明溶液A缓慢的加入到透明溶液B中，并用磁力搅拌器不断搅拌，形成绿色前驱物悬浊液；
步骤四：用1mol/L氢氧化钠水溶液调节绿色前驱物悬浊液的pH为6.0得到混合物；
步骤五：将混合物倒入到微波水热反应釜中，填充度控制在40%；然后密封微波水热反应釜，放入温压双控微波水热反应仪中，选择温度模式进行反应，反应温度控制在180℃，反应时间为3h，反应结束后自然冷却到室温；
步骤六：打开微波水热反应釜，将反应得到的产物进行离心得沉淀，然后依次采用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀3～5次，将洗涤后的沉淀在电热鼓风干燥箱中于70℃干燥2h，得到最终产物Cr2WO6纳米晶。
实施例3：
步骤一：将分析纯的Cr(NO3)3·9H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成Cr3+浓度为0.2mol/L的透明溶液A；
步骤二：将分析纯的Na2WO4·2H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成WO4 2-浓度为0.2mol/L的透明溶液B；
步骤三：按透明溶液A:透明溶液B的体积比为2:1的比例，将透明溶液A缓慢的加入到透明溶液B中，并用磁力搅拌器不断搅拌，形成绿色前驱物悬浊液；
步骤四：用1mol/L氢氧化钠水溶液调节绿色前驱物悬浊液的pH为5.0得到混合物；
步骤五：将混合物倒入到微波水热反应釜中，填充度控制在60%；然后密封微波水热反应釜，放入温压双控微波水热反应仪中，选择温度模式进行反应，反应温度控制在200℃，反应时间为3h，反应结束后自然冷却到室温；
步骤六：打开微波水热反应釜，将反应得到的产物进行离心得沉淀，然后依次采用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀3～5次，将洗涤后的沉淀在电热鼓风干燥箱中于60℃干燥2h，得到最终产物Cr2WO6纳米晶。
实施例4：
步骤一：将分析纯的Cr(NO3)3·9H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成Cr3+浓度为0.4mol/L的透明溶液A；
步骤二：将分析纯的Na2WO4·2H2O加入到去离子水中，并不断搅拌，配制成WO4 2-浓度为0.4mol/L的透明溶液B；
步骤三：按透明溶液A:透明溶液B的体积比为1:1.5的比例，将透明溶液A缓慢的加入到透明溶液B中，并用磁力搅拌器不断搅拌，形成绿色前驱物悬浊液；
步骤四：用1mol/L氢氧化钠水溶液调节绿色前驱物悬浊液的pH为4.0得到混合物；
步骤五：将混合物倒入到微波水热反应釜中，填充度控制在50%；然后密封微波水热反应釜，放入温压双控微波水热反应仪中，选择温度模式进行反应，反应温度控制在220℃，反应时间为2h，反应结束后自然冷却到室温；
步骤六：打开微波水热反应釜，将反应得到的产物进行离心得沉淀，然后依次采用去离子水、无水乙醇洗涤沉淀3～5次，将洗涤后的沉淀在电热鼓风干燥箱中于80℃干燥2h，得到最终产物Cr2WO6纳米晶。
Claims (3)
1.一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将Cr(NO3)3·9H2O加入到去离子水中，配制成Cr3+浓度为0.1～0.4mol/L的透明溶液A；
步骤二：将Na2WO4·2H2O加入到去离子水中，配制成WO4 2-浓度为0.1～0.4mol/L的透明溶液B；
步骤三：按透明溶液A:透明溶液B的体积比为1:2～2:1的比例，将透明溶液A加入到透明溶液B中，并通过搅拌形成绿色前驱物悬浊液；
步骤四：调节所述前驱物悬浊液的pH为4.0～7.0得到混合物；
步骤五：将混合物倒入到微波水热反应釜中，然后将微波水热反应釜密封后放入微波水热反应仪中，在水热温度控制为150～220℃的条件下反应1～4h，反应结束后自然冷却到室温；
步骤六：打开微波水热反应釜，将反应得到的产物进行离心得沉淀，将沉淀依次采用去离子水以及无水乙醇洗涤后在50～80℃干燥2-4h，得到Cr2WO6纳米晶。
2.根据权利要求1所述一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法，其特征在于：采用0.5～1mol/L氢氧化钠水溶液调节所述前驱物悬浊液的pH。
3.根据权利要求1所述一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法，其特征在于：所述步骤五中，微波水热反应釜的填充度控制在40～60%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410155183.4A CN103922411B (zh) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | 一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410155183.4A CN103922411B (zh) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | 一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103922411A CN103922411A (zh) | 2014-07-16 |
| CN103922411B true CN103922411B (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=51140846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410155183.4A Active CN103922411B (zh) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | 一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103922411B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104353453A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-18 | 湖北工业大学 | 一种降解废水中亚甲基蓝染料的催化剂组合物及其制备方法和应用 |
| CN105692705B (zh) * | 2016-04-13 | 2017-04-26 | 江苏中兴药业有限公司 | 一种圆形磁性锰铁氧体纳米片的制备方法 |
| CN109650451B (zh) * | 2019-01-03 | 2021-06-11 | 天津费加罗电子有限公司 | 用于丙酮气敏传感器的钨酸铬气敏材料的制备方法 |
-
2014
- 2014-04-17 CN CN201410155183.4A patent/CN103922411B/zh active Active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Manipulation of magnetic field on dielectric constant and electric polarizationin Cr2WO6";Y.Fang，et al.;《APPLIED PHYSICS LETTERS》;20140403;第104卷;132908-1-132908-4 * |
| "Millimeter wavelength magnetic resonance study of Cr,TeO, and Cr,WO, antiferromagnetic insulators";Naser S Saleh;《Journal of Physics C: Solid state Physics》;19841231;第17卷(第17期);3087-3090 * |
| "纳米钨酸盐和二硫化钼的合成及其性能研究";陈海芳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20081215(第12期);第31页3.2.1节，第35页第2段，第36页第1段，图3-5以及图3-6 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103922411A (zh) | 2014-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107555470B (zh) | 一种两步法合成锌镉硫固溶体材料的方法 | |
| CN102553568A (zh) | 采用高温微波水热法制备高光催化活性钨酸铋粉体的方法 | |
| CN105293563B (zh) | 氧化锌纳米片簇及其制备方法 | |
| CN103447549B (zh) | 钴纳米球的制备方法 | |
| CN105217676B (zh) | 具有纳米片及纳米多孔结构的氧化钛气凝胶及其制备方法 | |
| CN112875755B (zh) | 一种钨酸铋纳米粉体的制备方法 | |
| CN103922411B (zh) | 一种微波水热法制备片状Cr2WO6纳米晶的方法 | |
| CN103691433A (zh) | 一种Ag掺杂TiO2材料、及其制备方法和应用 | |
| CN102951686A (zh) | 一种粒状钨酸锰纳米晶的制备方法 | |
| CN104646003A (zh) | Nd3-xCoxNbO7-硅锌分子筛复合多孔纳米催化材料的制备及应用 | |
| CN107537501A (zh) | 一种分级结构ZnO/CuO复合材料及其制备方法 | |
| CN108675339B (zh) | 一种棒状自组装成球状的锌镉硫固溶体材料的制备方法 | |
| CN103920505A (zh) | 一种可见光光催化高效产氢硫化镉反蛋白石结构及其制备方法 | |
| CN102660770A (zh) | a-MnO2纳米棒模板法制备ZnMn2O4纳米棒的方法 | |
| CN103922412B (zh) | 一种微波水热法制备片状SmWO4(OH)的方法 | |
| CN103833080A (zh) | 一种钼酸镉多孔球的制备方法 | |
| CN102951685A (zh) | 一种棒状钨酸锰微晶的制备方法 | |
| CN103922413B (zh) | 一种水热辅助低温煅烧制备棱锥状Cr2WO6微晶的方法 | |
| CN104528814A (zh) | 一种层状结构CaTi2O4(OH)4菱形纳米片的制备方法及产品 | |
| CN107126953A (zh) | 一种铋/非化学计量比奥里维里斯化合物纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103145183A (zh) | 一种三维TiO2网状纳米材料、制备方法及应用 | |
| CN103602945B (zh) | 室温原位控制合成氧化银半导体薄膜材料的方法 | |
| CN103964509B (zh) | 一种wo3·0.5h2o纳米丝状结构薄膜的制备方法 | |
| CN103922408B (zh) | 一种溶剂热法制备立方块状Cr2WO6晶体的方法 | |
| CN103922410B (zh) | 一种声化学辅助水热法制备Cr2WO6纳米晶的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201209 Address after: No.105 Wengang South Road, Xinhe street, Yandu District, Yancheng City, Jiangsu Province (CNx) Patentee after: Yancheng hi tech Pioneer Park Co.,Ltd. Address before: No. 1, Weiyang District university garden, Xi'an, Shaanxi Province, Shaanxi Patentee before: SHAANXI University OF SCIENCE & TECHNOLOGY |