一步水热技术制备Ag2O/Ag2WO4纳米棒的方法与流程

本发明属于纳米材料制备的技术领域，特别涉及了一种一步水热法制备Ag₂WO₄/Ag₂O纳米棒的方法。

背景技术：

半导体光催化技术由于对环境污染物具有降解彻底、节约能源和无二次污染等优点而成为在诸多环境污染治理技术方面最有前途的方法之一。半导体光催化是由光催化剂通过吸收光能在导带和价带分别产生具有极强还原能力的光生电子和氧化能力的光生空穴，在催化剂表面发生直接或间接的还原或氧化反应。然而，该技术广泛使用的TiO₂光催化剂具有光生电子－空穴对复合几率较高、太阳光利用率低而且成本较高等缺点，大大制约了光催化技术在废水处理中的应用。因此，人们在对TiO₂进行改性研究的同时不断寻找开发新型光催化材料。近年来，高活性光催化剂的开发已成为光催化领域研究的主要内容。目前报道的新型光催化剂有钨酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钒酸盐等。目前，人们对于钨酸银的研究比较少，是因为钨酸盐在微酸性溶液中可聚合成同多酸盐，控制不同的条件可得聚合程度不同的同多酸盐，所以制备钨酸银有Ag₂WO₄、二聚体Ag₄W₂O₈、 三聚体Ag₆W₃O₁₂、四聚体Ag₈W₄O₁₆等。

Ag₂O作为另一种重要的P型窄带隙半导体材料，已在感光材料、光记忆材料、光电转换器件等方面获得了广泛的应用。但是，单一的Ag₂O半导体对光子利用率低，且易发生光腐蚀生成单质Ag。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种一步水热技术制备Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒的方法，克服了单一Ag₂O不稳定的特点，并得到了没有多聚的Ag₂WO₄，而且由于形成了Ag₂O/Ag₂WO₄异质结，使得光生电子-空穴对更容易分离，有利于提高催化剂的光催化效率。

本发明的技术方案是：

Ag₂O/Ag₂WO₄的一步制备方法，先取硝酸银和钨酸钠，摩尔比为2:1，所采用原料均为分析纯，分别将硝酸银和钨酸钠加入蒸馏水中，搅拌30 min，在搅拌下将硝酸银溶液滴加入钨酸钠溶液中，此悬浊液呈黄色，再搅拌30 min，用1 mol/L NaOH调节溶液pH等于14，此时悬浊液呈黑色，搅拌30 min，再次测量pH是否仍为14，超声分散30 min后将悬浊液加入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应。反应结束后，将此悬浊液用去离子水超声洗涤2次，无水乙醇洗涤一次，将洗涤后的沉淀放入真空干燥箱50 ^oC烘干，得到黑色粉末，即为Ag₂O/Ag₂WO₄复合材料。

本发明的有益效果是：

1、本发明要解决的技术问题是，公开一种水热法的Ag₂O/Ag₂WO₄一步制备方法；此方法简单易行，可重复性高。可按比例扩大批量生产；在低维纳米材料的制备及应用方面有广阔的前景。

2、本发明在Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒的制备中，所用的原料，只是钨酸钠和硝酸银，不需要任何助剂及模版剂。

3、Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒克服了单一Ag₂O不稳定的特点，并得到了没有多聚的Ag₂WO₄，而且由于形成了Ag₂O/Ag₂WO₄异质结，使得光生电子-空穴对更容易分离，有利于提高催化剂的光催化效率。

附图说明

图1 Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒制备流程示意图

图2 所制备Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒的XRD图

图3 所制备Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒的SEM照片。

具体实施方式

2 mmol硝酸银加入5mL水中，1 mmol钨酸钠加入10mL水中，分别搅拌30 min，将硝酸银溶液滴加入钨酸钠溶液中，此悬浊液呈黄色，再搅拌30 min，用1 mol/L NaOH调节溶液pH等于14，此时悬浊液呈黑色，搅拌30 min，再次测量pH是否仍为14，超声分散30 min后将悬浊液加入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，充填度为75 %，于160 ^oC加热24 h。反应结束后，将此悬浊液用去离子水超声洗涤2次，无水乙醇洗涤一次，将洗涤后的沉淀放入真空干燥箱50 ^oC烘干，得到黑色粉末，即为Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒。

图1为所制备Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒的XRD图。从图中可以观察到Ag₂O（JCPDS No. 41-1104）和Ag₂WO₄（JCPDS No. 34-0061）的衍射峰。说明所制备样品为Ag₂O/Ag₂WO₄复合物。没有观察到任何杂相的衍射峰，且衍射峰尖锐，说明样品的结晶程度较高。

图2为所制备Ag₂O/Ag₂WO₄纳米棒的SEM图。从图中可以看出所制备样品的形貌为棒状，直径约为100 nm，长度可达几微米。