CN104085872A - 一种菱形空心磷钨酸银棒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用磷钨酸和硝酸银合成菱形空心磷钨酸银棒的工艺。将聚乙二醇与水按体积比0.25/1-5/1的比例混合均匀，再将硝酸银与磷钨酸分别加入到等量的混合溶液中，20-30度下搅拌至澄清透明的液体，搅拌速度为200-300转/分钟；然后将磷钨酸溶液加入硝酸银溶液中低速搅拌30-60分钟。将大量乙醇加入得到的澄清透明液体中产生白色沉淀，过滤，用乙醇洗涤，重复三次。将得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒状材料。本发明制备菱形空心磷钨酸银棒的方法简便、步骤简单、操作容易。

Description

一种菱形空心磷钨酸银棒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种利用磷钨酸和硝酸银合成菱形空心磷钨酸银棒的工艺，属于无机材料制备范围。
背景技术
杂多酸(Heteropolyacid)，也称多金属氧簇(Polyoxometalate)，是一类由氧原子桥接金属原子形成的金属氧簇化合物。杂多酸具有良好的催化性能，是一种高效的双功能催化剂，不仅具有酸催化性能，还具有氧化还原催化性能。杂多酸结构稳定，可以用在均相或者非均相催化环境，也可以和相转移催化剂共同使用。杂多酸对环境无污染，对设备腐蚀性小，是一种很有发展前途的绿色催化剂。杂多酸催化的反应活性高，选择性好，广泛应用在分析化学、表面化学、药物化学、食品化学、催化化学和光化学等领域。而基于分子设计理念将传统杂多酸分子中的杂原子、多原子进行取代得到新型的杂多酸或者杂多酸盐已成为目前研究的热点。其中最多的是杂多酸铯盐的研究，其他杂多酸盐的研究也逐步增多。
目前随着染料纺织工业的迅速发展，染料的品种和用量日趋复杂，废水排放量也迅速增加，印染废水已成为水系环境的重点污染源之一。印染废水的成分复杂，往往含有难降解的有机污染物，有些甚至是致癌、致突变、致畸的有机物，如：苯环、氨基、偶氮基等。加强对印染废水的处理，对保护环境、维持生态平衡起着重要的作用。传统的生物处理工艺、化学沉淀和气浮法有其局限性，往往不能够达到彻底的去除效果。20世纪80年代后期，新兴的光催化氧化技术引起人们广泛的关注，开始应用于废水处理。光催化氧化技术能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解的有机污染物，将其完全氧化为CO2、H2O等简单无机物。与传统的以污染物的分离、浓缩及相转移为主的物理方法相比，光催化氧化具有节能、高效、污染物降解彻底等优点。在众多半导体光催化剂中磷钨酸银因为其具有杂多酸keggin结构稳定性好、吸收可见光、催化活性高、廉价、无毒等优点而备受关注。但传统的磷钨酸银盐的合成一般采用沉淀法制备(魏云霞等，《无机材料学报》2012年9月，第28卷，第9期P1909-1913)，仅仅对催化剂的酸强度有一定的要求，而对于催化剂的比表面积、形貌等没有具体的要求。为了提高磷钨酸银的比表面积，周卫等(中国专利申请号：201310184382.3一种空心磷钨酸银可见光催化剂的制备方法)开发一种通过三步(一、制备悬浊液；二、制备粉体；三、焙烧)的制备方法，得到一种空心的磷钨酸银光催化剂。然而该方法步骤较多，制备复杂。梁文婷等在《中国科学B辑：化学》(2009年第39卷第6期：495-500)中提到在有机小分子二甲基甲酰胺(DMF)的调控作用下Keggin型多金属氧化物在水溶液中形成规则的纳米立方体，随温度改变该纳米立方体转变为空心立方结构。本发明提供了一种菱形空心磷钨酸银棒的简便制备方法。
发明内容
本发明要解决目前磷钨酸银制备时候在低温下材料结晶度低、稳定性差、晶粒大、比表面积小等缺点；而在高温下制备繁琐、晶粒均匀、晶型不规整、光催化活性较低等问题。
本发明提供了一种菱形空心磷钨酸银棒的简便制备方法。
具体技术方案如下：
(一)、将聚乙二醇与水按体积比0.05/1-10/1的比例混合均匀，再将硝酸银与磷钨酸分别加入到等量的混合溶液中，10-40度下搅拌至澄清透明的液体，搅拌速度为100-300转/分钟；然后将磷钨酸溶液加入硝酸银溶液中低速搅拌20-100分钟。
(二)、将大量乙醇加入到步骤一得到的澄清透明液体中产生白色沉淀，过滤，用乙醇洗涤，重复三次。
(三)、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒状材料。
本发明的所述聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600。
本发明的优选聚乙二醇400的作为原料。
本发明的所述优选聚乙二醇和水的体积比为0.25/1-5/1。
本发明的所述反应温度优选为20-30度。
本发明的所述搅拌速度优选为200-300转/分钟。
本发明的所述磷钨酸溶液加入硝酸银溶液中低速搅拌时间优选30-60分钟。
本发明的有益效果是：
(1)、本发明制备出的菱形空心磷钨酸银棒具有外部菱形、内部六边形中空的结构，具有较高的稳定性；
(2)、本发明方法制备的菱形空心磷钨酸银棒具有较大的比表面积；
(3)、本发明方法制备菱形空心磷钨酸银棒的方法简便、步骤简单、操作容易。
附件说明
附图1是实施例三所得菱形空心磷钨酸银棒的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1
步骤一、将聚乙二醇200与水按体积比为0.25/1(25毫升聚乙二醇200和100毫升水)的比例混合均匀，再将0.5克硝酸银与9.06克磷钨酸分别加入等量的混合溶液中，30度下以搅拌速度100转/分钟搅拌至澄清透明的液体后，将磷钨酸溶液缓缓倒入硝酸银溶液，30度下低速搅拌40分钟。
步骤二、将大量无水乙醇加入步骤一得到的澄清透明液体中产生大量白色沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤，重复三次。
步骤三、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒，记为A。
实施例2
步骤一、将聚乙二醇200与水按体积比为5/1(100毫升聚乙二醇200和20毫升水)的比例混合均匀，再将0.5克硝酸银与9.06克磷钨酸分别加入等量的混合溶液中，20度下以搅拌速度200转/分钟搅拌至澄清透明的液体后，将磷钨酸溶液缓缓倒入硝酸银溶液，20度下低速搅拌40分钟。
步骤二、将大量无水乙醇加入步骤一得到的澄清透明液体中产生大量白色沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤，重复三次。
步骤三、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒，记为B。
实施例3
步骤一、将聚乙二醇400与水按体积比为0.5/1(50毫升聚乙二醇400和100毫升水)的比例混合均匀，再将0.5克硝酸银与9.06克磷钨酸分别加入等量的混合溶液中，30度下以搅拌速度200转/分钟搅拌至澄清透明的液体后，将磷钨酸溶液缓缓倒入硝酸银溶液，30度下低速搅拌40分钟。
步骤二、将大量无水乙醇加入步骤一得到的澄清透明液体中产生大量白色沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤，重复三次。
步骤三、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒，记为C。
实施例4
步骤一、将聚乙二醇400与水按体积比为2/1(100毫升聚乙二醇400和50毫升水)的比例混合均匀，再将0.5克硝酸银与9.06克磷钨酸分别加入等量的混合溶液中，40度下以搅拌速度300转/分钟搅拌至澄清透明的液体后，将磷钨酸溶液缓缓倒入硝酸银溶液，40度下低速搅拌60分钟。
步骤二、将大量无水乙醇加入步骤一得到的澄清透明液体中产生大量白色沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤，重复三次。
步骤三、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒，记为D。
实施例5
步骤一、将聚乙二醇600与水按体积比为4/1(120毫升聚乙二醇600和30毫升水)的比例混合均匀，再将0.5克硝酸银与9.06克磷钨酸分别加入等量的混合溶液中，30度下以搅拌速度200转/分钟搅拌至澄清透明的液体后，将磷钨酸溶液缓缓倒入硝酸银溶液，30度下低速搅拌60分钟。
步骤二、将大量无水乙醇加入步骤一得到的澄清透明液体中产生大量白色沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤，重复三次。
步骤三、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒，记为E。

Claims (7)

1.一种菱形空心磷钨酸银棒的简便制备方法，其特征是采用聚乙二醇400与水作为溶剂，磷钨酸和硝酸银作为原料合成菱形空心磷钨酸银棒。
本发明所述合成步骤为：
(一)、将聚乙二醇与水按体积比0.05/1-10/1的比例混合均匀，再将硝酸银与磷钨酸分别加入到等量的混合溶液中，10-40度下搅拌至澄清透明的液体，搅拌速度为100-300转/分钟；然后将磷钨酸溶液加入硝酸银溶液中低速搅拌20-100分钟。
(二)、将大量乙醇加入到步骤一得到的澄清透明液体中产生白色沉淀，过滤，用乙醇洗涤，重复三次。
(三)、将步骤二得到的粉体放入50℃烘箱中，干燥后得到一种菱形空心磷钨酸银棒状材料。
2.根据权利要求1所述本发明的聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600。
3.根据权利要求1所述本发明的优选聚乙二醇400的作为原料。
4.根据权利要求1所述本发明的优选聚乙二醇和水的体积比为0.25/1-5/1。
5.根据权利要求1所述本发明的反应温度优选为20-30度。
6.根据权利要求1所述本发明的搅拌速度优选为200-300转/分钟。
7.根据权利要求1所述本发明的磷钨酸溶液加入硝酸银溶液中低速搅拌时间优选30-60分钟。
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