CN1693283A - 一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法 - Google Patents
一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1693283A CN1693283A CN 200510026632 CN200510026632A CN1693283A CN 1693283 A CN1693283 A CN 1693283A CN 200510026632 CN200510026632 CN 200510026632 CN 200510026632 A CN200510026632 A CN 200510026632A CN 1693283 A CN1693283 A CN 1693283A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- minutes
- stirring
- solution
- product
- 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
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种钨酸盐纳米薄膜制备的新方法。配制0.4mol/L的金属盐和钨源溶液。然后将环己烷、吐温－80依次加入其中，混匀。再加入戊醇搅拌至澄清。迅速将两者混合，于室温下搅匀。12小时后，加入丙酮破乳，离心。沉淀依次用无水乙醇、丙酮、蒸馏水清洗，获得本发明的原料，存于无水乙醇中。移去上清液，于室温下搅拌30分钟，加入2ml火棉胶搅拌1小时，即为本发明的镀膜材料。将洗净的玻璃基片浸入并控制提拉速度为35mm/min，室温下放置20分钟，风干。将其置于马弗炉中，200℃保温30分钟，500℃恒温1小时后退火。即得钨酸盐纳米薄膜。本发明原料易得，成本低廉，操作和仪器设备简便，产物纯度高，光、电性能优越，易于工业化，为纳米薄膜的控制合成提供了新的途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种钨酸盐纳米薄膜的制备方法。具体是采用反向胶束法和浸渍—提拉技术，以火棉胶为分散剂和成膜剂在高温条件下控制合成制备钨酸盐纳米薄膜的方法。
背景技术
近年来，钨酸盐纳米材料由于其独特的光电性能、结构特性在光学、电子、生物、涂料、医药等行业具有广阔的应用前景，从而引起了人们的关注，掀起了广泛的研究热潮。许多科学研究证实，当常态物质被加工到极其微小的尺度时，其光学、热学、电学、磁学、力学乃至化学性质也相应地发生十分显著的变化。由于其固有的更小粒径和更低的横向散射等，无机发光薄膜材料与其粉体材料相比具有更加优异的光、电、磁、催化等方面性能，可以在固态激光、光纤维、发光闪烁体、加速器等方面加以应用。其中，随着光电器件微型化的要求，钨酸盐纳米薄膜材料在整个新材料的研究应用方面日益引起人们的广泛关注。然而，到目前为止，钨酸盐纳米薄膜的制备方法主要有溶胶-凝胶法、固态反应、溅射法、水热-溶剂热合成法和电化学法。上述反应方法不同程度都存在成本高，产生有毒气体、产物形貌难以控制等问题。而且，钨酸盐纳米薄膜的制备只能少量的作为研究，不能满足生产光电器件需求。因此，规模生产钨酸盐纳米薄膜具有重要意义。反向胶束法由于能从微观上稳定微粒并控制粒子尺寸而显示出其独特的魅力，可以进行规模生产。至今尚未见到以反向胶束体系制备钨酸盐纳米薄膜的报道，且在纳米薄膜的众多制备方法中，以火棉胶作为分散剂和成膜剂制备纳米薄膜尚数首次。
发明内容
本发明的目的在于公开一种钨酸盐纳米薄膜的制备方法，用该方法制备的薄膜的形貌、结构易控，纯度高，处理方便，易于工业化。
本发明的目的通过如下方案实现。经过长期研究发现，反相胶束体系作为一种成熟的纳米粒子制备方法，与溶胶凝胶法、共沉淀法等其它湿化学方法相比较，它具有原料便宜、制备方便、反应条件温和、不需要高温高压等特殊条件等特点，已经广泛应用于污水治理、萃取分离、材料制备和化学合成等领域。本发明利用反向胶束体系，选择金属盐与钨源反应制备出钨酸盐纳米粒子，采用浸渍—提拉技术制备钨酸盐纳米薄膜。这一方法在常温常压条件下很难得到高度致密的纳米薄膜，但是在火棉胶的加入条件下能够实现。其中，火棉胶既作为分散剂，又担当了成膜过程中的成膜剂的角色。在该反应体系中，可以通过控制高温烧结时间来调控产物尺寸、晶体结晶度，高温烧结温度来改变产物的形貌。
具体工艺如下：
第一步：称取0.020mol的金属盐和0.020mol的钨源，然后将其分别溶解于50mL蒸馏水中制成浓度0.4mol/L的金属盐和钨源溶液。金属盐是氯酸盐或硝酸盐或醋酸盐等可溶性盐，钨源有钨酸钠或钨酸钾或钨酸。
第二步：将28mL环己烷、3mL吐温-80和第一步制得的1mL 0.4mol/L的金属盐溶液依次加入锥形瓶中。以3000rpm的转速充分搅拌，再各加入1mL戊醇，搅拌约15分钟至反向胶束溶液澄清制得金属盐胶束溶液。以第一步所制得的钨源溶液代替金属盐溶液，采用相同的方法得到钨源胶束溶液。然后将所制备的两种胶束溶液迅速混合，并于室温下搅拌5分钟使其混合均匀。待反应12小时后，加入丙酮破乳。用离心机以200rpm的转速离心，上层清液用胶头滴管吸出。
第三步：将离心分离得到的沉淀产物依次用无水乙醇、丙酮、蒸馏水清洗(各三次)，获得本发明的原料，最后将原料保存在无水乙醇中。移去上层清液的产物于室温下以3000rpm的转速搅拌30分钟后，加入2mL火棉胶搅拌1小时使其混合均匀，所得即为本发明所采用的镀膜材料。
第四步：以标准的玻璃片作为镀膜基片。使用前，分别采用浓硝酸、丙酮和乙醇超声处理20分钟，再用蒸馏水冲洗干净，晾干备用。
第五步：采用浸渍—提拉技术制备纳米薄膜。将第四步清洗干净的玻璃片浸入第三步所制备的镀膜材料中，控制提拉速度为35mm/min，并于室温下放置20分钟，使其风干。然后将其置于马弗炉中，于200℃保温30分钟后，加热至500℃恒温1h(小时)后退火。反应结束后，关闭马弗炉，使其缓慢降至室温。即获得本发明的产品。
分别用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的结构和形貌进行了表征，XRD结果表明产物纯净(与JCPDS卡片一致)，SEM表明粒子粒径都在30-300纳米，即为本发明的钨酸盐纳米薄膜。
本发明具有以下优点：
1.由于本发明是采用反向胶束法，选择金属盐与钨源反应制备出钨酸盐纳米粒子，因此应严格控制反应过程中的油水比，以得到粒径均一、形貌规则的纳米粒子。该方法简单且反应条件温和。
2.由于本发明所使用的原料为反向胶束体系所制备的纳米粒子，其对玻璃基片的粘滞性差，在常温常压条件下很难得到高度致密的纳米薄膜，但以火棉胶作为分散剂和成膜过程中的成膜剂，可在常温常压条件下得到致密度高的纳米薄膜。
3.由于本发明在制备过程中，通过增加或减少烧结时间可以使产物粒径增大或减小，同时通过控制烧结温度可以得到不同形貌的产物：花生状纳米粒子、纳米棒等，因此用本发明制备的薄膜的形貌、结构易控，纯度高，处理方便，易于工业化。
4.本发明工艺简单，整个制备体系容易构建，操作简便，条件易控，成本低廉，产物形貌、尺寸易控，纯度高，结晶度好且产物处理方便简洁，适合于大规模工业生产。同时整个生产过程无任何污染，符合可持续发展要求。
5.本发明制备的产物具有良好的光、电等性能：发射峰蓝移、荧光增强。
附图说明
图1为本发明的实施例1的产物的扫描电子显微镜(SEM)获得的形貌图
图2为本发明的实施例1的产物的X射线粉末衍射(XRD)获得的结构图
图3为本发明的实施例1的产物的红外吸收光谱图
图4为本发明的实施例1的产物的荧光发射光谱图
具体实施方式
实施例1：
第一步，称取0.020mol醋酸铅(分析纯)，钨源为0.020mol钨酸钠(分析纯)。分别将其溶解于50mL蒸馏水中配成两种0.4mol/L的溶液。
第二步：将28mL环己烷、3mL吐温-80和第一步制得的1mL 0.4mol/L金属盐溶液依次加入锥形瓶中。以3000rpm的转速充分搅拌，再各加入1mL戊醇，搅拌约15分钟至反向胶束溶液澄清制得金属盐胶束溶液。以第一步所制得的钨源溶液代替金属盐溶液，采用相同的方法得到钨源胶束溶液。然后将所制备的两种胶束溶液迅速混合，并于室温下搅拌5分钟使其混合均匀。待反应12小时后，加入丙酮破乳。用离心机以200rpm的转速离心，上层清液用胶头滴管吸出。
第三步：将离心分离得到的沉淀产物依次用无水乙醇、丙酮、蒸馏水清洗(各三次)，获得本发明的原料，最后将产物保存在无水乙醇中。将移去上层清液的产物于室温下以3000rpm的转速搅拌30分钟后，加入2mL火棉胶作为分散剂和成膜剂，搅拌1小时使其混合均匀，制得本发明的镀膜材料。
第四步：以标准的玻璃片作为镀膜基片。使用前，分别采用浓硝酸、丙酮和乙醇超声处理20分钟，再用蒸馏水冲洗干净，晾干备用。
第五步：采用浸渍—提拉技术制备纳米薄膜。将第四步清洗干净的玻璃片浸入第三步制备的镀膜材料中，控制提拉速度为35mm/min，并于室温下放置20分钟，使其风干。然后将其置于马弗炉中，于200℃保温30分钟后，加热至500℃恒温1小时后退火。反应结束后，关闭马弗炉，使其缓慢降至室温。产物的扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明，PbWO4纳米粒子被均匀分布在薄膜上，且膜的致密性高，其形状为花生状，长约300nm，直径为180nm(见附图1)。红外光谱分析结果验证了PbWO4纳米粒子在薄膜上的存在。从X射线粉末衍射图(见附图2)中可知，该PbWO4纳米薄膜为四方晶系的钨铅矿，结晶度很好，纯度很高。荧光光谱分析结果表明，产物的最大发射带同粉体钨酸铅相比，出现“蓝移”，表现出明显的量子尺寸效应，且产物具有良好的光致发光性能。
实施例2：
不加入火棉胶的比较例。其他条件和步骤与实施例1完全相同，得到的产物为花生状PbWO4纳米薄膜。产物的扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明，所制备的PbWO4纳米薄膜分散很不均匀，致密度低，其形状为花生状，长约300nm，直径为180nm。该PbWO4纳米薄膜为四方晶系的钨铅矿，其发光性能明显逊于PbWO4纳米薄膜。
实施例3：
用0.020mol醋酸钡取代0.020mol醋酸铅，其他条件和步骤与实施例1完全相同，得到的产物为高度致密的棒状钨酸钡纳米薄膜，纳米棒直径为50nm，长约180nm。并且棒的长短、粗细较均匀。该棒状纳米薄膜为四方晶系的钨铅矿，产物纯度高，结晶度及光学性能良好。
实施例4：
不加入火棉胶的对比例。其他条件和步骤与实施例4完全相同，得到的产物为棒状钨酸钡纳米薄膜。产物的扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明，所制备的BaWO4纳米薄膜致密度低，其大小、形状和晶系与实施例4相同。荧光光谱结果表明其发光性能较BaWO4纳米薄膜差。
Claims (2)
1.一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法，其特征在于：
第一步：先称取0.020mol的金属盐和钨源，然后分别将其溶解于50mL蒸馏水中制成0.4mol/L的溶液；金属盐是氯酸盐或硝酸盐或醋酸盐；钨源为钨酸钠或钨酸钾或钨酸；
第二步：将28mL环己烷、3mL吐温-80和第一步制得的1mL 0.4mol/L的金属盐溶液依次加入锥形瓶中；以3000rpm的转速充分搅拌，再各加入1mL戊醇，搅拌约15分钟至反向胶束溶液澄清制得金属盐胶束溶液；以第一步所制得的钨源溶液代替金属盐溶液，采用相同的方法得到钨源胶束溶液；然后将所制备的两种胶束溶液迅速混合，并于室温下搅拌5分钟使其混合均匀；待反应12小时后，加入丙酮破乳；用离心机以200rpm的转速离心，上层清液用胶头滴管吸出；
第三步：将离心分离得到的沉淀产物依次用无水乙醇、丙酮、蒸馏水清洗各三次，获得本发明的原料，最后将原料作为产物保存在无水乙醇中；移去上层清液，产物于室温下以3000rpm的转速搅拌30分钟后，加入2mL火棉胶搅拌1小时使其混合均匀，所得即为本发明所采用的镀膜材料；
第四步：以标准的玻璃片作为镀膜基片，使用前，分别采用浓硝酸、丙酮和乙醇超声处理20分钟，再用蒸馏水冲洗干净，晾干备用；
第五步：采用浸渍-提拉技术制备纳米薄膜：将第四步清洗干净的玻璃片浸入第三步所制备的镀膜材料中，控制提拉速度为35mm/min，并于室温下放置20分钟，使其风干；然后将其置于马弗炉中，于200℃保温30分钟后，加热至500℃恒温1小时后退火；反应结束后，关闭马弗炉，使其缓慢降至室温；即获得本发明的钨酸盐纳米薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法，其特征在于：所述的第三步中在加入原料后，增加TiO2纳米粒子，制备出致密度高的花生状和棒状的纳米复合薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100266326A CN100532326C (zh) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | 一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100266326A CN100532326C (zh) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | 一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1693283A true CN1693283A (zh) | 2005-11-09 |
| CN100532326C CN100532326C (zh) | 2009-08-26 |
Family
ID=35352428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005100266326A Expired - Fee Related CN100532326C (zh) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | 一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100532326C (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104891572A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-09-09 | 江苏大学 | 一种微纳米钨酸钇钾薄膜及其制备方法 |
| CN108407171A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-08-17 | 同济大学 | 一种制备塑料闪烁体薄膜的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1208126C (zh) * | 2002-10-28 | 2005-06-29 | 香港中文大学 | 纳米二氧化钛光催化薄膜、制备及其应用 |
| CN1208424C (zh) * | 2003-06-16 | 2005-06-29 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 钨酸盐发光薄膜的制备方法 |
-
2005
- 2005-06-09 CN CNB2005100266326A patent/CN100532326C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104891572A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-09-09 | 江苏大学 | 一种微纳米钨酸钇钾薄膜及其制备方法 |
| CN108407171A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-08-17 | 同济大学 | 一种制备塑料闪烁体薄膜的方法 |
| CN108407171B (zh) * | 2018-01-19 | 2019-12-27 | 同济大学 | 一种制备塑料闪烁体薄膜的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100532326C (zh) | 2009-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tian et al. | Complex and oriented ZnO nanostructures | |
| Wasan et al. | Synthesis sol-gel derived highly transparent ZnO thin films for optoelectronic applications | |
| Liu et al. | A simple route for growing thin films of uniform ZnO nanorod arrays on functionalized Si surfaces | |
| Liu et al. | Three dimensional BaTiO3 piezoelectric ceramics coated with TiO2 nanoarray for high performance of piezo-photoelectric catalysis | |
| CN101041465A (zh) | 一种制备铌酸锌纳米材料的方法 | |
| Bidier et al. | Structural and optical characteristics of Ti-doped ZnO nanorods deposited by simple chemical bath deposition | |
| CN103641165A (zh) | 一种以天然矿物为模板制备二氧化钛纳米管的方法 | |
| Tian et al. | Egg albumin-assisted sol–gel synthesis and photo-catalytic activity of SnO 2 micro/nano-structured biscuits | |
| Cai et al. | Manganese‐doped zinc orthosilicate‐bearing phosphor microparticles with controlled three‐dimensional shapes derived from diatom frustules | |
| CN1228248C (zh) | 一种制备氧化锌纳米线的湿化学方法 | |
| CN100532326C (zh) | 一种制备钨酸盐纳米薄膜的方法 | |
| Dalmis et al. | Structurally colored silica photonic crystal coatings modified by Ce or Eu rare-earth dopants | |
| Pauporté | Highly transparent ZnO/polyvinyl alcohol hybrid films with controlled crystallographic orientation growth | |
| CN1669986A (zh) | 一种压电陶瓷膜的制备方法 | |
| CN102180516A (zh) | 高分散性纳米氧化锆的非水溶胶凝胶制备方法 | |
| Liu et al. | Effect of buffer layer on solution deposited ZnO films | |
| CN1286730C (zh) | 棒状氧化锌颗粒的制备方法 | |
| CN104003437B (zh) | 低温固相反应制备钛酸锶纳米粉末的方法 | |
| CN101462834A (zh) | 一种掺铽氧化钇绿光发光薄膜及其制备方法 | |
| CN102060529B (zh) | 纳米Ag颗粒-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3渗流型复合陶瓷薄膜及其制备方法 | |
| Reddy et al. | Comparative analysis of the effect of post-annealing on CeO2 and DC Magnetron Sputtered WO3/CeO2 nanorods thin films for smart windows | |
| CN101215104B (zh) | Iib族钨酸盐纳米薄膜的制备方法 | |
| CN1301217C (zh) | 一种低温湿化学制备氧化锌纳米棒的方法 | |
| CN114824056A (zh) | 一种三明治结构柔性压电复合薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN110105596B (zh) | 一种高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的制备方法及其应用 |
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 | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090826 Termination date: 20120609 |