CN112225254A - 不同纳米晶型wo3的可控合成方法及在水处理中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化合物合成技术领域，公开了一种不同纳米晶型WO3的可控合成方法及在水处理中的应用，包括，原材料称取模块按比例称取原材料；溶解模块进行原材料溶解；浓度检测模块检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；超声处理模块进行超声处理；pH值调节模块进行pH值调节；前驱体制备模块制备前驱体沉淀；清洗模块进行沉淀清洗；干燥模块进行干燥；粉碎模块进行粉碎；煅烧参数设定模块设定煅烧的温度以及时间参数；煅烧模块进行煅烧；冷却模块冷却得不同纳米晶型的WO3。本发明合成过程可控，操作简单、合成条件温和、重复性好、并降低了生产成本；同时合成的WO3具备较高的吸附以及催化效果，能够用于吸附和光催化处理污染物。

Description

不同纳米晶型WO3的可控合成方法及在水处理中的应用
技术领域
本发明属于化合物合成技术领域，尤其涉及一种不同纳米晶型WO3的可控合成方法及在水处理中的应用。
背景技术
目前：WO3是一种N型半导体，有多种晶型，禁带宽度2.5～2.8eV，具有可见光响应特性。因此WO3可以用作光传感器件，例如光致变色器件和透明电极等；同时WO3也可作为可见光光催化剂，利用光动力降解污水中有机污染物和重金属离子，对环境友好且经济；在室内环境检测方面，WO3可以做成气敏传感器。
虽然现有技术已经有进行三氧化钨合成的方法，但是其合成过程不可控，合成步骤多，原材料用量多，合成效率低，且现有技术并没有将其应用在水处理方面的技术。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有三氧化钨合成的方法，合成过程不可控，合成步骤多，原材料用量多，合成效率低，且现有技术并没有将其应用在水处理方面的技术。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种不同纳米晶型WO3的可控合成方法及在水处理中的应用。
本发明是这样实现的，一种不同纳米晶型WO3的可控合成方法及在水处理中的应用，所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法包括：
步骤一，原材料称取模块按比例称取可溶性钨化合物、氯化钠以及溶剂；溶解模块将称取的可溶性钨化合物、氯化钠溶解于溶剂中；
步骤二，浓度检测模块检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；若检测浓度未达到指定阈值，则中央控制模块控制原材料称取模块再次称取可溶性钨化合物通过溶解模块溶解于混合溶液中；
步骤三，超声处理模块对混合溶液进行超声处理；pH值调节模块对超声处理后的混合溶液进行pH值调节；
步骤四，前驱体制备模块向调节pH值后的溶液中加入中和试剂，得到前驱体沉淀；清洗模块对得到的前驱体沉淀利用去离子水进行清洗；
步骤五，干燥模块对清洗后的沉淀进行干燥；粉碎模块对干燥后的沉淀进行粉碎；
步骤六，煅烧参数设定模块设定煅烧的温度以及时间参数；煅烧模块基于设定的不同温度以及不同时间对粉碎后的沉淀进行煅烧；
步骤七，冷却模块对煅烧后的物质进行冷却即可得不同纳米晶型的WO3。
进一步，步骤一中，所述可溶性钨化合物为二水合钨酸钠、溴化钨、氯氧化钨、溴氧化钨或钨酸中的其中一种。
进一步，步骤一中，所述溶剂包括：甲醇、异丙醇、甘油、去离子水中的其中一种。
进一步，步骤二中，所述可溶性钨化合物在溶剂中的浓度指定阈值为0.03mol/L～0.2mol/L之间。
进一步，步骤三中，所述pH值调节包括：调节pH值为强酸型。
进一步，步骤四中，所述中和试剂为硫酸铵和醇。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法的不同纳米晶型WO3的可控合成系统，所述不同纳米晶型WO3的可控合成系统包括：
原材料称取模块、溶解模块、浓度检测模块、中央控制模块、超声处理模块、pH值调节模块、前驱体制备模块、清洗模块、干燥模块、粉碎模块、煅烧参数设定模块、煅烧模块以及冷却模块；
原材料称取模块，与中央控制模块连接，用于按比例称取可溶性钨化合物、氯化钠以及溶剂；
溶解模块，与中央控制模块连接，用于将称取的可溶性钨化合物、氯化钠溶解于溶剂中；
浓度检测模块，与中央控制模块连接，用于检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；
中央控制模块，与原材料称取模块、溶解模块、浓度检测模块、超声处理模块、pH值调节模块、前驱体制备模块、清洗模块、干燥模块、粉碎模块、煅烧参数设定模块、煅烧模块以及冷却模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
超声处理模块，与中央控制模块连接，用于对混合溶液进行超声处理；
pH值调节模块，与中央控制模块连接，用于对超声处理后的混合溶液进行pH值调节；
前驱体制备模块，与中央控制模块连接，用于向调节pH值后的溶液中加入中和试剂，得到前驱体沉淀；
清洗模块，与中央控制模块连接，用于对得到的前驱体沉淀利用去离子水进行清洗；
干燥模块，与中央控制模块连接，用于对清洗后的沉淀进行干燥；
粉碎模块，与中央控制模块连接，用于对干燥后的沉淀进行粉碎；
煅烧参数设定模块，与中央控制模块连接，用于设定煅烧的温度以及时间参数；
煅烧模块，与中央控制模块连接，用于基于设定的不同温度以及不同时间对粉碎后的沉淀进行煅烧；
冷却模块，与中央控制模块连接，用于对煅烧后的物质进行冷却即可得不同纳米晶型的WO3。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法合成的不同纳米晶型WO3。
本发明的另一目的在于提供一种所述不同纳米晶型WO3在水处理中的应用，所述不同纳米晶型WO3在水处理中的应用包括：
将不同纳米晶型WO3作为吸附剂与光催化剂，用于吸附和光催化降解污染物。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明能够制备出不同纳米晶型的WO3，且合成过程可控，操作简单、合成条件温和、重复性好、并降低了生产成本；同时本发明合成的WO3具备较高的吸附以及催化效果，能够用于吸附和光催化处理污染物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的不同纳米晶型WO3的可控合成方法流程图。
图2是本发明实施例提供的不同纳米晶型WO3的可控合成系统结构示意图；
图中：1、原材料称取模块；2、溶解模块；3、浓度检测模块；4、中央控制模块；5、超声处理模块；6、pH值调节模块；7、前驱体制备模块；8、清洗模块；9、干燥模块；10、粉碎模块；11、煅烧参数设定模块；12、煅烧模块；13、冷却模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种不同纳米晶型WO3的可控合成方法及在水处理中的应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的不同纳米晶型WO3的可控合成方法包括：
S101，原材料称取模块按比例称取可溶性钨化合物、氯化钠以及溶剂；溶解模块将称取的可溶性钨化合物、氯化钠溶解于溶剂中；
S102，浓度检测模块检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；若检测浓度未达到指定阈值，则中央控制模块控制原材料称取模块再次称取可溶性钨化合物通过溶解模块溶解于混合溶液中；
S103，超声处理模块对混合溶液进行超声处理；pH值调节模块对超声处理后的混合溶液进行pH值调节；
S104，前驱体制备模块向调节pH值后的溶液中加入中和试剂，得到前驱体沉淀；清洗模块对得到的前驱体沉淀利用去离子水进行清洗；
S105，干燥模块对清洗后的沉淀进行干燥；粉碎模块对干燥后的沉淀进行粉碎；
S106，煅烧参数设定模块设定煅烧的温度以及时间参数；煅烧模块基于设定的不同温度以及不同时间对粉碎后的沉淀进行煅烧；
S107，冷却模块对煅烧后的物质进行冷却即可得不同纳米晶型的WO3。
步骤S101中，本发明实施例提供的溶性钨化合物为二水合钨酸钠、溴化钨、氯氧化钨、溴氧化钨或钨酸中的其中一种。
步骤S101中，本发明实施例提供的溶剂包括：甲醇、异丙醇、甘油、去离子水中的其中一种。
步骤S102中，本发明实施例提供的可溶性钨化合物在溶剂中的浓度指定阈值为0.03mol/L～0.2mol/L之间。
步骤S103中，本发明实施例提供的pH值调节包括：调节pH值为强酸型。
步骤S104中，本发明实施例提供的中和试剂为硫酸铵和醇。
如图2所示，本发明实施例提供的不同纳米晶型WO3的可控合成系统包括：
原材料称取模块1、溶解模块2、浓度检测模块3、中央控制模块4、超声处理模块5、pH值调节模块6、前驱体制备模块7、清洗模块8、干燥模块9、粉碎模块10、煅烧参数设定模块11、煅烧模块12以及冷却模块13；
原材料称取模块1，与中央控制模块5连接，用于按比例称取可溶性钨化合物、氯化钠以及溶剂；
溶解模块2，与中央控制模块5连接，用于将称取的可溶性钨化合物、氯化钠溶解于溶剂中；
浓度检测模块3，与中央控制模块5连接，用于检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；
中央控制模块4，与原材料称取模块1、溶解模块2、浓度检测模块3、超声处理模块5、pH值调节模块6、前驱体制备模块7、清洗模块8、干燥模块9、粉碎模块10、煅烧参数设定模块11、煅烧模块12以及冷却模块13连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
超声处理模块5，与中央控制模块5连接，用于对混合溶液进行超声处理；
pH值调节模块6，与中央控制模块5连接，用于对超声处理后的混合溶液进行pH值调节；
前驱体制备模块7，与中央控制模块5连接，用于向调节pH值后的溶液中加入中和试剂，得到前驱体沉淀；
清洗模块8，与中央控制模块5连接，用于对得到的前驱体沉淀利用去离子水进行清洗；
干燥模块9，与中央控制模块5连接，用于对清洗后的沉淀进行干燥；
粉碎模块10，与中央控制模块5连接，用于对干燥后的沉淀进行粉碎；
煅烧参数设定模块11，与中央控制模块5连接，用于设定煅烧的温度以及时间参数；
煅烧模块12，与中央控制模块5连接，用于基于设定的不同温度以及不同时间对粉碎后的沉淀进行煅烧；
冷却模块13，与中央控制模块5连接，用于对煅烧后的物质进行冷却即可得不同纳米晶型的WO3。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种不同纳米晶型WO3的可控合成方法，其特征在于，所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法包括：
步骤一，原材料称取模块按比例称取可溶性钨化合物、氯化钠以及溶剂；溶解模块将称取的可溶性钨化合物、氯化钠溶解于溶剂中；
步骤二，浓度检测模块检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；若检测浓度未达到指定阈值，则中央控制模块控制原材料称取模块再次称取可溶性钨化合物通过溶解模块溶解于混合溶液中；
步骤三，超声处理模块对混合溶液进行超声处理；pH值调节模块对超声处理后的混合溶液进行pH值调节；
步骤四，前驱体制备模块向调节pH值后的溶液中加入中和试剂，得到前驱体沉淀；清洗模块对得到的前驱体沉淀利用去离子水进行清洗；
步骤五，干燥模块对清洗后的沉淀进行干燥；粉碎模块对干燥后的沉淀进行粉碎；
步骤六，煅烧参数设定模块设定煅烧的温度以及时间参数；煅烧模块基于设定的不同温度以及不同时间对粉碎后的沉淀进行煅烧；
步骤七，冷却模块对煅烧后的物质进行冷却即可得不同纳米晶型的WO3。
2.如权利要求1所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法，其特征在于，步骤一中，所述可溶性钨化合物为二水合钨酸钠、溴化钨、氯氧化钨、溴氧化钨或钨酸中的其中一种。
3.如权利要求1所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法，其特征在于，步骤一中，所述溶剂包括：甲醇、异丙醇、甘油、去离子水中的其中一种。
4.如权利要求1所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法，其特征在于，步骤二中，所述可溶性钨化合物在溶剂中的浓度指定阈值为0.03mol/L～0.2mol/L之间。
5.如权利要求1所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法，其特征在于，步骤三中，所述pH值调节包括：调节pH值为强酸型。
6.如权利要求1所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法，其特征在于，步骤四中，所述中和试剂为硫酸铵和醇。
7.一种实施如权利要求1-6所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法的不同纳米晶型WO3的可控合成系统，其特征在于，所述不同纳米晶型WO3的可控合成系统包括：
原材料称取模块、溶解模块、浓度检测模块、中央控制模块、超声处理模块、pH值调节模块、前驱体制备模块、清洗模块、干燥模块、粉碎模块、煅烧参数设定模块、煅烧模块以及冷却模块；
原材料称取模块，与中央控制模块连接，用于按比例称取可溶性钨化合物、氯化钠以及溶剂；
溶解模块，与中央控制模块连接，用于将称取的可溶性钨化合物、氯化钠溶解于溶剂中；
浓度检测模块，与中央控制模块连接，用于检测可溶性钨化合物在溶剂中的浓度；
中央控制模块，与原材料称取模块、溶解模块、浓度检测模块、超声处理模块、pH值调节模块、前驱体制备模块、清洗模块、干燥模块、粉碎模块、煅烧参数设定模块、煅烧模块以及冷却模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
超声处理模块，与中央控制模块连接，用于对混合溶液进行超声处理；
pH值调节模块，与中央控制模块连接，用于对超声处理后的混合溶液进行pH值调节；
前驱体制备模块，与中央控制模块连接，用于向调节pH值后的溶液中加入中和试剂，得到前驱体沉淀；
清洗模块，与中央控制模块连接，用于对得到的前驱体沉淀利用去离子水进行清洗；
干燥模块，与中央控制模块连接，用于对清洗后的沉淀进行干燥；
粉碎模块，与中央控制模块连接，用于对干燥后的沉淀进行粉碎；
煅烧参数设定模块，与中央控制模块连接，用于设定煅烧的温度以及时间参数；
煅烧模块，与中央控制模块连接，用于基于设定的不同温度以及不同时间对粉碎后的沉淀进行煅烧；
冷却模块，与中央控制模块连接，用于对煅烧后的物质进行冷却即可得不同纳米晶型的WO3。
8.一种利用如权利要求1-6所述不同纳米晶型WO3的可控合成方法合成的不同纳米晶型WO3。
9.一种利用如权利要求8所述不同纳米晶型WO3在水处理中的应用，其特征在于，所述不同纳米晶型WO3在水处理中的应用包括：
将不同纳米晶型WO3作为吸附剂与光催化剂，用于吸附和光催化降解污染物。
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