CN109970103A - 一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法 - Google Patents

一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109970103A
CN109970103A CN201910324076.2A CN201910324076A CN109970103A CN 109970103 A CN109970103 A CN 109970103A CN 201910324076 A CN201910324076 A CN 201910324076A CN 109970103 A CN109970103 A CN 109970103A
Authority
CN
China
Prior art keywords
molybdenum
preparation
nanometer sheet
metal
amorphous oxide
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.)
Granted
Application number
CN201910324076.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109970103B (zh
Inventor
许群
郭仓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou University
Original Assignee
Zhengzhou University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou University filed Critical Zhengzhou University
Priority to CN201910324076.2A priority Critical patent/CN109970103B/zh
Publication of CN109970103A publication Critical patent/CN109970103A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109970103B publication Critical patent/CN109970103B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G39/00—Compounds of molybdenum
    • C01G39/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/84—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by UV- or VIS- data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明属于非晶氧化钼纳米材料制备技术领域，具体公开一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片的方法。将本体氧化钼超声分散在乙醇中，然后离心得到上清液并烘干；将上清液烘干后所得氧化钼粉末与金属钼粉分散在水中，控温在120~200℃水热反应12~48 h；将水热反应后所得溶液进行光照处理，离心得到上清液并烘干，即得具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片。本发明提供了一种基于高温高压环境条件，金属钼原子插层进入氧化钼实现相转变而得到非晶氧化钼纳米片的方法，本发明制备方法所使用的原材料价格更低，流程更简便。

Description

一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧 化钼纳米片的方法
技术领域
本发明属于非晶氧化钼纳米材料制备技术领域，具体涉及一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片的方法。
背景技术
存在氧缺陷的氧化钼纳米片（MoO3；50~200 nm）是一种具有广泛应用前景的纳米材料，能够应用于光电催化、光热转换、生物医疗和器件传感等多个领域。氧化钼纳米材料因其价格低、活性高、性能稳的特点而得到特别的关注和广泛的研究。一般制备氧化钼纳米片常使用化学/物理气相沉积（Madeleine Diskus, Ola Nilsen, et al. J. Vac. Sci.Technol. A, 2012, 30, 01A107-1；Eve D. Hanson, Luc Lajaunie, et al. Adv.Funct. Mater. 2017, 27, 1605380）、溶液超声剥离法（Manal M. Y. A. Alsaif, KayLatham, et al. Adv. Mater. 2014, 26, 3931-3937）和溶剂热法（Hefeng Cheng,Takashi Kamegawa, et al. Angew. Chem. 2014. 126. 2954-2958）等制备方法。因此，使用价格更低的原材料，采用更简便的实验流程，得到性能优异的氧化钼纳米材料，值得更多的研究与探索。这既是机遇也是挑战！
发明内容
为克服现有技术中存在的不足之处，本发明的目的旨在提供一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片的方法，步骤如下：
（1）、将本体氧化钼超声分散在乙醇中，然后离心得到上清液并烘干；
（2）、将上清液烘干后所得氧化钼粉末与金属钼粉分散在水中，氧化钼粉末和金属钼粉的质量比为（3~5）∶1，且每80 mg氧化钼粉末加入20~50 mL的水，控温在120~200 ℃水热反应12~48 h；
（3）、将水热反应后所得溶液进行光照处理，离心得到上清液并烘干，即得具有LSPR效应的非晶、半金属氧化钼纳米片。
较好地，步骤（1）中，所述乙醇的体积分数为30~50 %，且以质量体积比计，本体氧化钼：乙醇=300~800 mg∶100 mL。
较好地，步骤（1）中，超声分散2~24 h。
较好地，步骤（1）中，离心转速为3000~6000 rpm，时间为30~45 min。
较好地，步骤（3）中，所述光照的光源为氙灯或太阳光，光照时间为3~7 h。
较好地，步骤（3）中，离心转速为10000~20000 rpm，时间为5~20 min。
较好地，步骤（1）和（3）中，烘干的温度为40~80℃。
有益效果：本发明提供了一种基于高温高压环境条件，金属钼原子插层进入氧化钼实现相转变而得到非晶氧化钼纳米片的方法，方法利用本体氧化钼在乙醇中超声处理得到少层的氧化钼纳米片，然后烘干的氧化钼纳米片和金属钼粉在高温作用下进行氧化还原反应，由于高温高压以及金属钼原子对氧化钼层间的插入，促使氧化钼从结晶型到非晶的转变，本发明制备方法所使用的原材料价格更低，流程更简便。另外，在光照射下形成一种结合氢离子的氢钼青铜纳米片结构（HxMoO3），从而其具备优异的LSPR效应。
附图说明
图1：本发明实施例1所得产品的TEM图片，插图为其透射电镜照片的局部傅里叶转换图（右上图）以及光学照片（右下图）。
图2：本发明实施例1所得产品的XRD图。
图3：本发明实施例1-3所得产品的紫外-可见光谱图，插图为其光学照片。
图4：本发明对照例1所得产品的XRD图（a）以及光学照片（b）。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
本发明中所述本体氧化钼是指原始的，没有进行任何预处理和改性的三氧化钼。
实施例1
一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片的方法，步骤如下：
（1）、将500 mg本体氧化钼加入到装有100 mL 50 v%乙醇的烧杯中，然后将烧杯在室温水浴中超声分散24 h，用离心机以3000 rpm的转速离心约45 min得到青蓝色上清液，再在60℃环境下于烘箱中烘干上清液；
（2）、将80 mg上清液烘干后所得氧化钼粉末与20 mg金属钼粉分散在30 mL水中，转移至100 mL的聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜中，再把不锈钢高压釜置于设定温度为160 ℃的烘箱中，反应48 h；
（3）、待反应时间结束，自然冷却至室温，取出反应溶液置于100 mL烧杯中，置于输出功率为300 mWcm-2的氙灯下照射7 h；
（4）、将光照后所得样品溶液在高速离心机上以20000 rpm的转速离心15 min，得到上清液，再在60 ℃烘干，即得产品。
本实施例所得产品的透射电镜图见图1。从图1可以看出：片状纳米材料没有明显的晶格条纹，而且傅里叶转换图案呈多层圆环状，尺寸分布在50~100 nm，这是氧化钼纳米片是非晶态的表现；所得样品溶液（步骤（3）所得溶液）颜色是蓝黑色。
本实施例所得产品的XRD图谱见图2。从图2可以看出：它是一个“馒头型”峰，没有尖锐的特定晶面的峰，表明它的非晶性质。
实施例2~3
与实施例1的不同之处在于：分别改变步骤（3）中的光照时间为3 h、5 h，其它均与实施例1相同。
实施例1~3所得产品{即在不同光照时间下步骤（3）所得样品溶液}的紫外-可见光谱图见图3。从图3可以看出：本发明所得产品具有720nm和1020nm处的光吸收峰，它是缺陷的氧化钼纳米片表面等离子体共振的体现，所以说制备的氧化钼纳米片具有LSPR效应。
实施例4~8
与实施例1的不同之处在于：分别改变步骤（1）中超声分散时间为2 h、4 h、6 h、12 h和18 h，其它均与实施例1相同。
实施例9~12
与实施例1的不同之处在于：分别改变步骤（2）中的设定温度为120 ℃、140 ℃、180 ℃和200 ℃，其它均与实施例1相同。
实施例13~15
与实施例1的不同之处在于：分别改变步骤（2）中的时间为12 h、 24 h和36 h，其它均与实施例1相同。
实施例16
与实施例1的不同之处在于：改变步骤（3）中的光源为太阳光，其它均与实施例1相同。
对照例1
与实施例1的不同之处在于：步骤（2）中不添加金属钼粉，其它均与实施例1相同。
本对照例所得产品的XRD图（a）以及光学照片（b）见图4。从图4a可以看出：它的结晶性非常好，是典型的氧化钼相（JCPDS NO. 05-0508）；步骤（3）光照之后所得样品溶液的颜色是图4b里的乳白色（编号1），完全不同于实施例1中的样品溶液颜色（编号2），证实金属钼是实现氧化钼晶相转变不可或缺的条件。

Claims (7)

1.一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有LSPR效应的非晶氧化钼纳米片的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）、将本体氧化钼超声分散在乙醇中，然后离心得到上清液并烘干；
（2）、将上清液烘干后所得氧化钼粉末与金属钼粉分散在水中，氧化钼粉末和金属钼粉的质量比为（3~5）∶1，且每80 mg氧化钼粉末加入20~50 mL的水，控温在120~200 ℃水热反应12~48 h；
（3）、将水热反应后所得溶液进行光照处理，离心得到上清液并烘干，即得具有LSPR效应的非晶、半金属氧化钼纳米片。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述乙醇的体积分数为30~50 %，且以质量体积比计，本体氧化钼：乙醇=300~800 mg∶100 mL。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，超声分散2~24 h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，离心转速为3000~6000 rpm，时间为30~45 min。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述光照的光源为氙灯或太阳光，光照时间为3~7 h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，离心转速为10000~20000rpm，时间为5~20 min。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）和（3）中，烘干的温度为40~80℃。
CN201910324076.2A 2019-04-22 2019-04-22 一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法 Active CN109970103B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910324076.2A CN109970103B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910324076.2A CN109970103B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109970103A true CN109970103A (zh) 2019-07-05
CN109970103B CN109970103B (zh) 2021-04-02

Family

ID=67085643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910324076.2A Active CN109970103B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109970103B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357160A (zh) * 2019-08-29 2019-10-22 合肥工业大学 一种网络状非晶氧化钼纳米材料及其制备方法和应用
CN110967331A (zh) * 2019-12-06 2020-04-07 华东理工大学 一种用于SERS基底耐氧化还原的无定形MoO3-x纳米片的制备方法与应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101412541A (zh) * 2007-10-19 2009-04-22 中国科学院大连化学物理研究所 一种合成棒状和海胆状氧化钼基纳米材料的方法
RU2356840C1 (ru) * 2007-08-22 2009-05-27 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Твердый раствор на основе оксида молибдена, способ его получения и применение в качестве магнитного материала
CN102328958A (zh) * 2011-06-28 2012-01-25 福州大学 六方相MoO2纳米球堆积微米空心球及制备方法和应用
CN103449524A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 东华大学 一种氧化钼纳米光热转换材料及其制备方法
CN105621486A (zh) * 2015-12-28 2016-06-01 华东理工大学 一种基于等离子半导体氧化钼的sers基底及其制备方法
CN105819510A (zh) * 2016-03-23 2016-08-03 哈尔滨工业大学 一种还原态氧化钼量子点材料的制备方法
CN107601566A (zh) * 2017-11-07 2018-01-19 郑州大学 一种利用本体二硫化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼量子点的方法
CN108658127A (zh) * 2017-04-01 2018-10-16 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种氧化钼纳米粉体及其制备方法和应用
CN109368700A (zh) * 2018-12-13 2019-02-22 郑州大学 一种二维非层状二氧化钼及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2356840C1 (ru) * 2007-08-22 2009-05-27 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Твердый раствор на основе оксида молибдена, способ его получения и применение в качестве магнитного материала
CN101412541A (zh) * 2007-10-19 2009-04-22 中国科学院大连化学物理研究所 一种合成棒状和海胆状氧化钼基纳米材料的方法
CN102328958A (zh) * 2011-06-28 2012-01-25 福州大学 六方相MoO2纳米球堆积微米空心球及制备方法和应用
CN103449524A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 东华大学 一种氧化钼纳米光热转换材料及其制备方法
CN105621486A (zh) * 2015-12-28 2016-06-01 华东理工大学 一种基于等离子半导体氧化钼的sers基底及其制备方法
CN105819510A (zh) * 2016-03-23 2016-08-03 哈尔滨工业大学 一种还原态氧化钼量子点材料的制备方法
CN108658127A (zh) * 2017-04-01 2018-10-16 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种氧化钼纳米粉体及其制备方法和应用
CN107601566A (zh) * 2017-11-07 2018-01-19 郑州大学 一种利用本体二硫化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼量子点的方法
CN109368700A (zh) * 2018-12-13 2019-02-22 郑州大学 一种二维非层状二氧化钼及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357160A (zh) * 2019-08-29 2019-10-22 合肥工业大学 一种网络状非晶氧化钼纳米材料及其制备方法和应用
CN110357160B (zh) * 2019-08-29 2021-08-20 合肥工业大学 一种网络状非晶氧化钼纳米材料及其制备方法和应用
CN110967331A (zh) * 2019-12-06 2020-04-07 华东理工大学 一种用于SERS基底耐氧化还原的无定形MoO3-x纳米片的制备方法与应用
CN110967331B (zh) * 2019-12-06 2022-06-10 华东理工大学 一种用于SERS基底耐氧化还原的无定形MoO3-x纳米片的制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109970103B (zh) 2021-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106006739B (zh) 一种纳米二硫化钼粉体的制备方法
CN106848494B (zh) 一种碳自掺杂氮化碳纳米薄膜电极的简单制备方法
CN104401981B (zh) 一种三原色荧光的含氮的氧化石墨烯量子点的制备方法
CN103288069A (zh) 一种以微波水热法制备氟化石墨烯的方法
Lee et al. Hydrothermal synthesis and photocatalytic characterizations of transition metals doped nano TiO2 sols
CN112007632B (zh) 一种花状SnO2/g-C3N4异质结光催化剂的制备方法
CN108273541A (zh) 一种绿色高效制备石墨相氮化碳纳米片的方法和应用
CN109970103A (zh) 一种金属钼原子掺杂本体氧化钼制备具有lspr效应的非晶氧化钼纳米片的方法
CN104556020A (zh) 一种石墨烯乙醇分散液的制备方法
Liuxue et al. Photocatalytic activity of anatase thin films coated cotton fibers prepared via a microwave assisted liquid phase deposition process
CN108910941A (zh) 一种蝴蝶形状的SnO2二维纳米材料及其制备方法与应用
CN105502373A (zh) 一种石墨烯的绿色制备方法
CN103147074B (zh) 一种碳纳米管表面化学镀银的方法
CN105967229B (zh) 一种棒状二氧化钛及其制备方法
Li et al. ZnO‐Reinforced Thermal Regulating Microcapsules with Double‐Layer Shell via Atomic Layer Deposition
CN103342396B (zh) 一种微波液相合成类石墨烯二维氢氧化镍纳米材料的方法
CN106890638A (zh) 一种金/二氧化钛纳米复合物及其制备方法和应用
CN109399581B (zh) 一种硫化亚铜-碲纳米材料及其制备方法
CN107879376A (zh) 一种亚化学计量氧化钨的制备方法
Harak et al. Superior photoelectrochemical performance of Fe2O3/g-C3N4 heterostructure synthesized by chemical precipitation method
Bosch-Jimenez et al. Solution processable titanium dioxide precursor and nanoparticulated ink: Application in Dye Sensitized Solar Cells
Beshkar et al. Surfactant free synthesis of Sr 2 CeO 4 nanostructures and their application in removal of organic pollutions
CN110743534A (zh) 一种氧化钨核壳结构复合光催化剂及其制备方法和应用
CN109942893A (zh) 一种钛酸钡-氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法
CN105600814B (zh) 一种制备花状结构Cu2O光电材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant