一種水熱法合成六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO₃微晶的方法

專利名稱：：一種水熱法合成六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO₃微晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO3微晶的方法，特別涉及一種水熱法制備表面具有特殊形態(tài)的六方柱狀MoO3微米晶的方法。
背景技術(shù)：
：MoO3是一種淡黃色粉末，易潮解，不溶于水，易溶于氨水、強(qiáng)堿和強(qiáng)酸。MoO3具有電致變色、光致變色、光催化降解以及氣敏特性等、在顯示設(shè)備、傳感器、智能視窗以及電池電極等許多功能材料方面具有廣闊的應(yīng)用前景。MoO3有三種晶型穩(wěn)態(tài)的正交相MoO3(a-MoO3)、亞穩(wěn)態(tài)的單斜相MoO3(β-MoO3)和亞穩(wěn)態(tài)的六方相MoO3Ch-MoO3)<,其中，h_Mo03是三氧化鑰的一種介穩(wěn)相，比a-MoO3具有更新、更優(yōu)越的物理化學(xué)活性。尋找介穩(wěn)相三氧化鑰簡(jiǎn)單、有效、快速的合成方法，探索MoO3在光催化方面的理論和應(yīng)用都將更加有實(shí)際意義。關(guān)于六方相MoO3報(bào)道有995年Whttingham等[GuoJD,ZavzlijP,WhittinghamMS.Metastablehexagonalmolybdates:hydrothermalpreparationstructureandreactivity[J].Solid.State.Chem,1995,117:323—332.]報(bào)道了含正一價(jià)離子的h—MoO3;2005年和2007年，鄭化桂教授[SongJM,WangΧ,ΝXΜ,etal.Preparationofhexagonal—Mo03andelectrochemicalpropertiesoflithiumintercalationintotheoxide[J].Mater.Res.Bui,2005,40:1751—1756.SongJM,NiXM,GaoLS,etal.Synthesisofmetastableh-Mo03bySimpleChemicalPrecipitation[J].Mater.Chem.Phy，2007，102:245-248.]在Komaba的基礎(chǔ)上改進(jìn)了合成方法，成功的制備了h_Mo03;ChuXiangfeng等[ChuXF,LiangSM,SunWQ,ZhangWB,etal.TrimethylaminesensingpropertiesofsensorsbasedonMo03microrods[J].SensorsandActuatorsB:Chemical,2010,148:399—403.]用鑰酸銨、尿素和氫氧化鈉為原料合成了h—Mo03微米棒，其作為傳感器具有很好的氣敏性；2009年S.R.Dhage等[S.R.Dhage,M.S.Hassan,0.-BongYang,Lowtemperaturefabricationofhexagonshapedh_Mo03nanorodsanditsphasetransformation!]J].MaterialsChemistryandPhysics,2009,114:511-514]將鑰酸銨，尿素，十二烷基硫酸鈉在70°C下用超聲探頭的方法合成了六方相h-Mo03納米棒。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備、原料簡(jiǎn)單，過程容易控制的水熱法合成六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO3微晶的方法。按本發(fā)明的制備方法制成的六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO3微晶具有純度高、化學(xué)活性高、具有優(yōu)良的光催化等性能及高的結(jié)晶均勻性等特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下I)將分析純鑰酸銨((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去離子水中攪拌制得濃度為O.02O.09mol/L的鑰酸銨溶液；2)采用馬來(lái)酸溶液調(diào)節(jié)鑰酸銨溶液的pH值為2.O5.O得溶液A；3)分別配制濃度為O.005O.009mol/L的甲苯磺酸鈉溶液B和濃度為O.01O.05mol/L的乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C按100:(5-10):(2-5)的體積比混合，攪拌12_24h得到溶液D;4)將溶液D倒入水熱釜中，填充度控制在5575%，然后密封水熱釜，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制水熱溫度為200360°C，反應(yīng)2472小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；5)打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌46次后置于6080°C的電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。有益的效果I)由于本發(fā)明制備的表面具有特殊形態(tài)的六方相MoO3微米晶相對(duì)表面積較大，具有更高的化學(xué)活性，具有更好的光催化等性能；2)所得表面具有特殊形態(tài)的六方柱狀MoO3微米晶晶粒發(fā)育完整、純度較高、結(jié)晶性較好且分布均勻；3)由于在水熱釜中一次完成，不需要后期熱處理，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單；可以使用較便宜的原料，且產(chǎn)率較高，反應(yīng)周期短，成本低；4)所制備的表面具有特殊形態(tài)的六方柱狀MoO3微晶表現(xiàn)出一定的取向生長(zhǎng)趨勢(shì)。圖I為本發(fā)明制備的六方柱狀MoO3核殼結(jié)構(gòu)微晶的SM圖譜。具體實(shí)施例方式實(shí)施例I:I)將分析純鑰酸銨((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去離子水中攪拌制得濃度為O.02mol/L的鑰酸銨溶液；2)采用馬來(lái)酸溶液調(diào)節(jié)鑰酸銨溶液的pH值為2.O得溶液A；3)分別配制濃度為O.005mol/L的甲苯磺酸鈉溶液B和濃度為O.Olmol/L的乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C按10052的體積比混合，攪拌12_24h得到溶液D；4)將溶液D倒入水熱釜中，填充度控制在55%，然后密封水熱釜，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制水熱溫度為200°C，反應(yīng)72小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；5)打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌46次后置于60°C的電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。實(shí)施例2I)將分析純鑰酸銨((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去離子水中攪拌制得濃度為O.04mol/L的鑰酸銨溶液；2)采用馬來(lái)酸溶液調(diào)節(jié)鑰酸銨溶液的pH值為3.O得溶液A；3)分別配制濃度為O.006mol/L的甲苯磺酸鈉溶液B和濃度為O.02mol/L的乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C按10063的體積比混合，攪拌12_24h得到溶液D；4)將溶液D倒入水熱釜中，填充度控制在60%，然后密封水熱釜，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制水熱溫度為260°C，反應(yīng)60小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；5)打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌46次后置于70°C的電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。實(shí)施例3I)將分析純鑰酸銨((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去離子水中攪拌制得濃度為O.09mol/L的鑰酸銨溶液；2)采用馬來(lái)酸溶液調(diào)節(jié)鑰酸銨溶液的pH值為4.O得溶液A；3)分別配制濃度為O.007mol/L的甲苯磺酸鈉溶液B和濃度為O.03mol/L的乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C按10084的體積比混合，攪拌12_24h得到溶液D；4)將溶液D倒入水熱釜中，填充度控制在70%，然后密封水熱釜，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制水熱溫度為300°C，反應(yīng)40小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；5)打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌46次后置于70°C的電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。實(shí)施例4I)將分析純鑰酸銨((NH4)6Μο7024·4H20)加入到去離子水中攪拌制得濃度為O.07mol/L的鑰酸銨溶液；2)采用馬來(lái)酸溶液調(diào)節(jié)鑰酸銨溶液的pH值為5.O得溶液A；3)分別配制濃度為O.009mol/L的甲苯磺酸鈉溶液B和濃度為O.05mol/L的乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C按100:10:5的體積比混合，攪拌12_24h得到溶液D；4)將溶液D倒入水熱釜中，填充度控制在75%，然后密封水熱釜，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制水熱溫度為360°C，反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；5)打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌46次后置于80°C的電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。從圖I中可看出，制備的MoO3微晶具有明顯的核殼結(jié)構(gòu)，外層為六方柱狀殼，內(nèi)層為MoO3圓柱狀微晶。整個(gè)核殼結(jié)構(gòu)直徑大小為25μm左右。權(quán)利要求1.一種水熱法合成六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO3微晶的方法，其特征在于O將分析純鑰酸銨((NH4)6Mo7O24·4H20)加入到去離子水中攪拌制得濃度為O.02O.09mol/L的鑰酸銨溶液；2)采用馬來(lái)酸溶液調(diào)節(jié)鑰酸銨溶液的pH值為2.O5.O得溶液A；3)分別配制濃度為O.005O.009mol/L的甲苯磺酸鈉溶液B和濃度為0.01O.05mol/L的乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C按100:(5-10):(2-5)的體積比混合，攪拌12_24h得到溶液D；4)將溶液D倒入水熱釜中，填充度控制在5575%，然后密封水熱釜，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，控制水熱溫度為200360°C，反應(yīng)2472小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；5)打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌46次后置于6080°C的電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。全文摘要一種水熱法合成六方柱狀的核殼結(jié)構(gòu)MoO3微晶的方法，將鉬酸銨加入到去離子水中得溶液A；分別配制甲苯磺酸鈉溶液B和乙二酸草酸銨溶液C；將溶液A、溶液B和溶液C混合得到溶液D；將溶液D倒入水熱釜中，將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻到室溫；打開水熱釜，取出產(chǎn)物用去離子水洗滌并離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌并離心分離，依次采用去離子水和無(wú)水乙醇重復(fù)洗滌后于電熱真空干燥箱內(nèi)干燥得核殼結(jié)構(gòu)的MoO3六方柱狀微晶。由于本發(fā)明制備的表面具有特殊形態(tài)的六方相MoO3微米晶相對(duì)表面積較大，具有更高的化學(xué)活性，具有更好的光催化等性能；所得表面具有特殊形態(tài)的六方棒狀MoO3微米晶晶粒發(fā)育完整、純度較高、結(jié)晶性較好且分布均勻。文檔編號(hào)B82Y30/00GK102936043SQ20121045808公開日2013年2月20日申請(qǐng)日期2012年11月14日優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日發(fā)明者曹麗云,馬鳳蘭,黃劍鋒,郝巍,吳建鵬,費(fèi)杰,盧靖,李翠艷申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)