一种基于控制pH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于控制pH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，以钨酸钠和硫酸锌为原料，以蒸馏水为溶剂，冰醋酸作为络合剂，HCl或NaOH调节前驱体溶液pH值，水热合成具有发光性能的钨酸锌纳米线。纳米线的长度为700~800nm、直径为30nm左右。在291nm波长激发下，钨酸锌纳米线产生位于400~550nm之间较强的发射峰，最强峰值位于457nm附近，是较好紫外光到可见光的下转换发光材料。
【专利说明】一种基于控制pH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机功能微纳米材料制备领域，主要涉及钨酸锌纳米线发光材料的水热合成方法，特别是涉及一种基于控制PH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法。
【背景技术】
[0002]金属钨酸盐纳米晶是一类重要的无机材料，在闪烁材料、光导纤维、光致发光物质、催化剂和缓蚀剂等方面具有良好的应用前景。微波水热法合成的发光性能较好钨酸锌的形貌多为纳米棒，目前报道的[反应条件对ZnWO4纳米棒的形貌和光致发光性能的影响，物理化学学报[J]，2007，23(7): 1123-1126]和[一种ZnWO4纳米棒光催化材料的制备方法CN: 201210458736.4]分别在pH值为5、和pH值为6~8时所合成的钨酸锌纳米棒长度分别为20(T400 nm和50 nm。水热法因条件温和、操作简单，组成以及纯度可控等优点，是人们广泛用于合成钨酸锌微纳米晶的重要方法之一。在钨酸锌纳米材料的水热合成中，前驱体溶液PH值对其形貌、尺寸和微结构有重要的影响，进而影响钨酸锌微纳米晶的光致发光性倉泛。
[0003]文献在pH值小于9制得的钨酸锌纳米棒长度长径比较小，291 nm波长激发下，在400~550 nm发射峰强度较弱。
【发明内容】
[0004]发明目的:
本发明提出了一种基于控制PH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，其目的是为了解决现有水热法合成钨酸锌微微纳米晶的发光强度较低的问题。
[0005]技术方案:
本发明是通过以下技术方案实施的:
一种基于控制PH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，其特征在于:步骤如下:Cl)室温下，将0.1 mol/L硫酸锌溶液与冰醋酸按照物质的量比为1:广1:2的比例混
合；
(2)室温下，搅拌，将上述混合液逐滴加入到与0.1 mol/L硫酸锌溶液体积相同的
0.45~0.55 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH调节溶液pH值为9~11不变，持续搅拌，获得前驱体溶液；
(3)将步骤(2)所述前驱体溶液移入水热反应釜中，填充度为80%，1800C水热24 h ；
(4)水热反应釜冷却至室温，得到的沉淀用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，再于600C烘干，即得到钨酸锌纳米线。
[0006]持续搅拌40 min，获得前驱体溶液。
[0007]钨酸锌纳米线的长度为700~800 nm，直径为25~35 nm。
[0008]优点和效果:本发明提供一种基于控制PH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，具有如下优点和有益效果:
(O反应体系中引入络合剂冰醋酸，其能够调控钨酸锌微纳米材料的有序生长；
(2)水热法条件温和、操作简单、组成以及纯度可控等优点，符合绿色化学的新思路。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为合成样品的X射线衍射分析图；
图2为钨酸锌纳米线扫描电子显微镜(SEM)图；
图3为钨酸锌纳米线的荧光光谱图。
【具体实施方式】[0010]本发明采用简单水热方法，以冰醋酸作为络合剂，通过调节前驱体溶液的pH值为9~11制备出长度为700~800 nm，直径为30 nm左右，291 nm波长激发下，在400~550 nm有较强的发射峰的ZnWO4纳米线，并且发光性能优良，是较好紫外光到可见光的下转换发光材料。
[0011]下面结合具体实施例对本发明进行具体说明:
本发明提供一种基于控制pH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，以钨酸钠和硫酸锌为原料，以蒸馏水作为溶剂，冰醋酸作为络合剂，2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH调节前驱体溶液pH值为9~11，180 0C水热24 h合成具有发光性能的钨酸锌纳米线；具体步骤如下:
Cl)室温下，将0.1 mol/L硫酸锌溶液与冰醋酸按照物质的量比为1:广1:2的比例混
合；
(2)室温下，搅拌，将上述混合液逐滴加入到与0.1 mol/L硫酸锌溶液体积相同的
0.45~0.55 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH调节溶液pH值为9~11不变，持续搅拌40 min，获得前驱体溶液；
(3)将步骤(2)所述前驱体溶液移入水热反应釜中，填充度为80%，1800C水热24 h ；
(4)水热反应釜冷却至室温，得到的沉淀用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，再于600C烘干，即得到钨酸锌纳米线。
[0012]得到的钨酸锌纳米线，经X射线衍射分析表明所得产物的物相为ZnWO4,具有形貌规整，结晶度高等特点，经扫描电子显微镜测定钨酸锌纳米线的长度为70(T800 nm，直径为30nm 左右(25~35 nm)。
[0013]在291 nm波长激发下，钨酸锌纳米线产生位于400~550 nm之间较强的发射峰，最强峰值位于457 nm附近，是较好紫外光到可见光的下转换发光材料。
[0014]实施例1
钨酸锌纳米线制备方法及结构表征
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.1200 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1:1的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.45 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH调节溶液pH值为9不变，持续搅拌40 min,获得前驱体溶液；将上述前驱体溶液移入水热反应釜中，填充度为80%，180 °C水热24 h。水热反应釜冷却至室温，得到的沉淀用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，再于60 0C烘干，即得到钨酸锌纳米线。
[0015] 经X射线衍射分析表明所得产物的物相为ZnWO4，其具有形貌规整，结晶度高等特点，纳米线的长度为700~800 nm、直径为30 nm左右(25~35 nm)。在291 nm波长光激发下，纳米线产生位于40(T550 nm之间的较强发射峰，最强峰值位于457 nm附近，是较好紫外光到可见光的下转换发光材料。
[0016]实施例2
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.1800 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1: 1.5的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.50 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH调节溶液pH值为9不变，其他条件同实施例1o
[0017]实施例3
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.2400 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1:2的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.55 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl调节溶液pH值为9不变，其他条件同实施例1。
[0018]实施例4
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.1200 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1:1的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.45 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH调节溶液pH值为10不变，其他条件同实施例1。
[0019]实施例5
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.1200 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1:1的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.50 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5mol/L稀NaOH调节溶液pH值为11不变，其他条件同实施例1。
[0020]实施例6
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.1800 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1: 1.5的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.55 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH调节溶液pH值为10不变，其他条件同实施例1。
[0021]实施例7
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.1800 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1: 1.5的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20mL的0.45 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5mol/L稀NaOH调节溶液pH值为11不变，其他条件同实施例1。
[0022]实施例8
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.2400 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1:2的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.50 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH调节溶液pH值为10不变，其他条件同实施例1。
[0023]实施例9
将20 mL 0.1 mol/L硫酸锌溶液与0.2400 g冰醋酸混合，得到硫酸锌与冰醋酸物质的量比为1:2的混合液；室温下搅拌，将上述混合液逐滴加入到20 mL的0.55 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH调节溶液pH值为11不变，其他条件同实施例1。
【权利要求】
1.一种基于控制PH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，其特征在于:步骤如下: Cl)室温下，将0.1 mol/L硫酸锌溶液与冰醋酸按照物质的量比为1:广1:2的比例混合；(2)室温下，搅拌，将上述混合液逐滴加入到与0.1 mol/L硫酸锌溶液体积相同的0.45~0.55 mol/L的钨酸钠溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH调节溶液pH值为9~11不变，持续搅拌，获得前驱体溶液；(3)将步骤(2)所述前驱体溶液移入水热反应釜中，填充度为80%，1800C水热24 h ； (4)水热反应釜冷却至室温，得到的沉淀用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤3次，再于600C烘干，即得到钨酸锌纳米线。
2.根据权利要求1所述的基于控制PH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，其特征在于:持续搅拌40 min,获得前驱体溶液。
3.根据权利要求1所述的基于控制pH值水热合成钨酸锌纳米线发光材料的方法，其特征在于:钨酸锌纳米线的长 度为700~800 nm，直径为25~35 nm。
【文档编号】B82Y30/00GK103911150SQ201410098375
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】刘连利, 王绘, 刘玉静, 孙彤, 王秀丽 申请人:渤海大学