一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法
【专利摘要】一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法，步骤如下：将四水合钼酸铵晶体溶于去离子水中，得到饱和溶液；在饱和溶液中滴加硝酸酸化，静置后得到酸化溶液；在酸化溶液中依次加入去离子水和无水乙醇进行水浴反应；静置后经离心弃除上清液，将沉淀物用水和无水乙醇重复洗涤后干燥，即可制得目标物。本发明的优点是：该制备方法工艺简单、条件温和、操作方便、成本低，以Mo原子计产率可高达73.84%，适于规模化生产，而且所制备出的三氧化钼微米棒的直径及长度可控，有助于开发研究其新颖的吸附性能、催化性能、电性能及气敏性能，该三氧化钼微米可广泛的用作气敏材料、光催化或催化剂载体等。
【专利说明】一种六方相三氧化钼微米棒的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机微纳米材料制备，具体涉及一种六方相三氧化钥微米棒的制备方法。
【背景技术】
[0002]一维微纳米材料在电子学、光电子学以及存储设备等领域发挥着重要的作用，其合成技术正越来越多地引起科学家的兴趣。特别是一维过渡金属氧化物微纳米材料，因其特殊的光学、磁学和电子特性而备受瞩目。其中，三氧化钥具有电致变色、光致变色、光催化降解以及气敏特性等，因此在敏感元件、光催化剂以及电池电极等许多功能材料方面具有特殊的用途。三氧化钥以三种常见的物相存在:正交相(a -MoO3)、六方相(h-Mo03)和单斜相(β-Μο03)。其中，正交相为热力学稳定相,六方相和单斜相为热力学介稳相。相对于稳定的正交相MoO3,热力学介稳的六方相MoO3较难制备。
[0003]近年来已有报道称通过硝酸酸化钥酸铵溶液得到h-Mo03纳米棒,参见:WenzhiPan, Hanfu Wang, Weiguo Chu, Chem.Mater.2010, 22，6202-6208。但是上述方法需要精确控制钥酸铵溶液浓度和干燥温度，反应过程需要超声或者搅拌，并且样品形貌不均匀。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提出一种工艺简单、操作简便、形貌可控、产率高的h-Mo03微米棒制备方法。
[0005]本发明的技术方案:
一种六方相三氧化钥微米棒的制备方法，步骤如下:
1)将四水合钥酸铵晶体溶于去离子水中，得到饱和溶液；
2)在饱和溶液中逐滴加入浓度为65wt%的硝酸酸化，开始有白色沉淀生成，随着硝酸的加入白色沉淀逐渐消失，继续滴加硝酸直至白色沉淀完全消失，然后将得到的溶液静置
0.5-12 h后得到酸化溶液；
3)在酸化溶液中依次加入去离子水和无水乙醇，溶液混合均匀后移入水浴锅中，在40-95°C下水浴反应0.2-5 h ；
4)将反应后的溶液静置后，在1000-10000r/min转速下离心1-5 min，弃除上清液，将得到的沉淀物用水和无水乙醇重复洗涤3-6次，然后放入干燥箱中于40-80°C下干燥6-24h，即可制得六方相三氧化钥微米棒。
[0006]所述去离子水和无水乙醇的体积之和是酸化溶液体积的3-5倍，去离子水和无水乙醇的体积比任意。
[0007]本发明的优点是:该制备方法以四水钥酸铵和硝酸为原料、以水和无水乙醇为反应介质在较低温度下进行反应，条件温和、工艺简单、操作方便、成本低，以Mo原子计产率可高达73.84%，适于规模化生产，而且所制备出的三氧化钥微米棒的直径及长度可控，有助于开发研究其新颖的吸附性能、催化性能、电性能及气敏性能，该三氧化钥微米棒可广泛的用作气敏材料、光催化或催化剂载体等。
[0008]【【专利附图】
【附图说明】】
图1为该方法制备的六方相三氧化钥微米棒的X射线衍射(XRD)图。
[0009]图2为该方法制备的六方相三氧化钥微米棒的扫描电子显微镜(SEM)照片。
[0010]【【具体实施方式】】
下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明。
[0011]实施例:
一种六方相三氧化钥微米棒的制备方法，步骤如下:
1)将2g四水合钥酸铵晶体溶于5 mL去离子水中，得到其饱和溶液；
2)在饱和溶液中逐滴加入浓度为65wt%的硝酸酸化，同时用磁力搅拌器搅拌，开始有白色沉淀生成，随着硝酸的加入，白色沉淀逐渐消失，继续滴加硝酸直至白色沉淀完全消失，硝酸使用量为3 mL,静置0.5 h后得到酸化溶液；
3)在酸化溶液中依次加入15mL去离子水和15 mL无水乙醇,溶液混合均匀后移入水浴锅中，在75°C下水浴反应I h ；
4)将反应后的溶液静置后,在10000r/min转速下离心I min,弃除上清液,将得到的沉淀物分别用水和无水乙醇重复洗涤3次，然后放入干燥箱中于60V下干燥12 h，即可制得六方相二氧化钥微米棒。
[0012]图1为所制备的h-Mo03微米棒的XRD图。所有衍射峰经与标准谱图(JCPDS卡片N0.21-0569)对照，吻合的很好。因此，可以判定所得样品为纯h-Mo03。
[0013]图2为所制备的h-Mo03微米棒的SEM照片。从照片可以看出，微米棒显示六棱柱外形，尺寸均匀，微米棒的直径为11.65 μπι，长度为32.83 μ m。通过控制反应条件，可以实现对h-Mo03的直径，长度和微结构(如平头或圆头)的调控。
[0014]本方案所制备的h-Mo03微米棒气敏性能良好，在400°C时对100 ppm乙醇的灵敏度达17，而响应时间只有6 S，恢复时间只有11 S。
[0015]上述实施例是本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，在未背离本发明的原理与工艺过程下所作的其它任何改变、替代、简化等，均为等效的置换，都应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种六方相三氧化钥微米棒的制备方法，其特征在于步骤如下: 1)将四水合钥酸铵晶体溶于去离子水中，得到饱和溶液； 2)在饱和溶液中逐滴加入浓度为65wt%的硝酸酸化，开始有白色沉淀生成，随着硝酸的加入，白色沉淀逐渐消失，继续滴加硝酸直至白色沉淀完全消失，静置0.5-12 h后得到酸化溶液； 3)在酸化溶液中依次加入去离子水和无水乙醇，溶液混合均匀后移入水浴锅中，在40-95°C下水浴反应0.2-5 h ； 4)将反应后的溶液静置后，在1000-10000r/min转速下离心1-5 min，弃除上清液，将得到的沉淀物分别用水和无水乙醇重复洗涤3-6次，然后放入干燥箱中于40-80°C下干燥6-24 h，即可制得 六方相三氧化钥微米棒。
2.根据权利要求1所述六方相三氧化钥微米棒的制备方法，其特征在于:所述去离子水和无水乙醇的体积之和是酸化溶液体积的3-5倍，去离子水和无水乙醇的体积比任意。
【文档编号】C01G39/02GK103771516SQ201410032935
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】别利剑, 祁晴晴, 张乐喜, 尹静, 李玲 申请人:天津理工大学