专利名称：一种钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法
技术领域：
本发明涉及一种钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法。
背景技术：
黑钼矿结构的钼酸锌由于其独特的理化特性、结构特性、闪烁体发光特性 等而在光学、电子、生物、涂料、医药、建筑等行业具有广阔的应用前景。光 电器件微型化的要求迫切需要获得丰富多彩、形貌各异、性能独特的钼酸锌材 料，这同时使其合成制备更加困难。到目前为止，仅有极少的科学家们致力于 钼酸锌粉体和晶体材料的制备及其性能研究。目前制备钼酸锌粉体及其晶体材
料的方法有高温高压反应法、固相反应法和沉淀法。
然而，上述前三种反应方法均不同程度存在反应温度高(〉60(TC)、生产成 本高、产生有毒气体且产物形貌难以控制等问题，规模化生产十分困难。因此 开发一种方便简单、成本低廉、绿色环保、反应条件温和、能规模生产钼酸锌 材料的方法具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低廉、绿色环保、反应条件温 和、可规模化生产钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法。
本发明采用的技术方案
一种钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，包括下列步骤 (l)分别称取锌源、钼源以及形貌控制剂，将其置入到带有聚四氟乙烯内衬 的高压釜中，往高压釜中添加蒸馏水，使锌源和钼源的摩尔浓度分别为0.3-1.0 mol/L、 0.3-1.0 mol/L,形貌控制剂浓度为0~7 g/L，然后封闭高压釜并将其置 于烘箱中140-20(TC加热2 12小时，反应结束后将高压釜梯度冷至室温后取出；
其中锌选自可溶性的氯化锌、硝酸锌或醋酸锌中的一种，所述的钼源选自
Na2Mo04、 K2Mo04或H2Mo04中的一种。形貌控制剂为氨三乙酸、十六烷基-三甲基溴化铵、柠檬酸、多聚甲醛中的一种。
(2) 将反应釜中的上层清液用胶头滴管吸出，下层沉淀置于烧杯中，用超声 处理30分钟，静置0.5 2小时后，用高速离心机离心分离，转速控制为4000 r/min，封间为10 min;
(3) 将离心分离得到的沉淀产物依次用蒸馏水、丙酮和无水乙醇分别清洗三 次，即可获得本发明的产品.
将产物保存在无水乙醇中。
在步骤(l)所述锌盐和钼源中加入0,2g氨三乙酸、十六烷基-三甲基溴化 铵、柠檬酸、多聚甲醛均可诱导合成不同形貌的终产物钼酸锌材料，且产物的 荧光峰发生蓝移。
加入0.2￡柠檬酸可得到长8^111、宽600nm的针状焦状终产物钼酸锌，且 产物的荧光峰发生蓝移；
加入0.2g氨三乙酸可得到长4pm、宽500nm、高200nm的长板条状终产 物钼酸锌，且产物的荧光峰发生蓝移；
加入0.2g十六烷基-三甲基溴化铵可得到长1.5 pm、宽800nm、高200 nm
的宽板条状终产物钼酸锌，且产物的荧光峰发生蓝移；
加入0.2g多聚甲酸可得到尺寸为80nm的颗粒状终产物钼酸锌，且产物的
荧光峰发生明显蓝移。
用扫描射电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对本发明所得产物的
形貌和结构进行了表征。
发明的有益效果，本发明的优点如下本发明是一种通过在水热合成体系中引入形貌控制剂诱导合成钼酸锌材 料。作为一种有效的材料合成方法，水热法与传统的溶胶凝胶法等其它湿化学方 法的主要区别在于温度和压力。该方法是在特制的密闭反应器(高压釜)中，通过
加热方式使水溶液反应体系产生一个中温(100 30(TC)、高压环境而进行无机 合成与材料制备的一种有效方法，可合成产率高达90%且具有不同形貌的 ZnMo04材料。本发明制备的钼酸锌纳米材料具有良好的光、电等性能，吸收峰 蓝移、荧光增强。
本反应体系中，单纯的水热体系仅可获得单一尺寸和形貌的产物，但是通 过引入形貌控制剂却能获得多种形貌各异的产物。本发明选择锌盐与钼源在水 热密闭容器中反应，添加形貌控制剂诱导产物的形貌，获得了形形色色的钼酸 锌材料。在该反应体系中，可以通过控制反应物的种类和浓度、形貌控制剂引 入等来调控产物尺寸和形貌及晶体结晶度。
本发明原料易得，成本低廉，操作简单，仪器设备简便，产物形貌及结构易 控，纯度高，处理方便，易于工业化生产。
图1,是实施例1产物的扫描电子显微镜(SEM)图2，是实施例1产物的X射线粉末衍射(XRD)图3,是实施例l产物的荧光光谱图。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。 所用分析仪器扫描电子显微镜，X-射线衍射仪，荧光分光光度计。 实施例1
(1)分别称取0.010 mol的氯化锌和钼酸钾、0.2g柠檬酸将其置入到带有聚 四氟乙烯内衬、容积为45mL的高压釜中，往高压釜中添加30mL蒸馏水，然 后封闭高压釜并将其置于烘箱中16(TC加热6小时，反应结束后将高压釜梯度冷
6至室温后取出；
(2) 将反应釜中的上层清液用胶头滴管吸出，下层沉淀置于烧杯中，用超声 处理30分钟，静置0.5小时后，用高速离心机离心分离，转速控制为4000r/min, 时间为10min;
(3) 将离心分离得到的沉淀产物依次用蒸馏水、丙酮和无水乙醇分别清洗三 次，即可获得本发明的产品，最后将产物保存在无水乙醇中。分别用扫描电子 显微镜和X射线粉末衍射仪对产物的形貌和结构进行表征，从图1中可见，SEM 表明产物为长8pm、宽600 nm的钼酸锌针状焦，从图2中可见，XRD结果表 明产物纯净，与多晶衍射数据库(JCPDS卡片)一致。从图3中可见，荧光光谱分 析结果表明，产物具有光致发光性能，且发射峰出现蓝移。
实施例2
分别称取0.020 mol硫酸锌和钼酸钾、0.2 g十六烷基-三甲基溴化铵，然后 将其转移到45mL带聚四氟乙烯内衬的高压釜中，于14(TC加热12小时，静置 时间为2小时。其他条件和步骤与实施例1完全相同，得到的产物为长1.5|iim、 宽800nm、高200nm的钼酸锌宽板条，产物的晶系与实施例1相同。 实施例3
分别称取0.030mol硝酸锌和钼酸钠、0.2g氨三乙酸，其他条件和步骤与实 施例l完全相同，得到的产物为长4pm、宽500 nm、高200 nm的ZnMo04长
板条，产物的晶系与实施例1相同。产物纯度高，结晶度及光学性能良好。与
实施例l相比，荧光峰的蓝移程度较大。
实施例4
分别称取0.010 mol醋酸锌和钼酸钠、0.2 g多聚甲醛于20(TC加热4小时， 其他条件和步骤与实施例1完全相同，得到的产物为80尺寸为50 nm的钼酸锌 纳米颗粒，产物的晶系与实施例1相同。产物纯度高，结晶度及光学性能基本 与实施例l相似。 实施例5分别称取0.010 mol氯化锌和钼酸钠，其他条件和步骤与实施例1完全相同， 得到的产物为80 nm的钼酸锌纳米颗粒，产物的晶系与实施例1相同。产物纯 度高，结晶度及光学性能基本与实施例l相似。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作 的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1、一种钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，其特征在于包括下列步骤(1)分别称取锌源、钼源以及形貌控制剂，将其置入到带有聚四氟乙烯内衬的高压釜中，往高压釜中添加蒸馏水，使锌源和钼源的摩尔浓度分别为0.3～1.0mol/L、0.3～1.0mol/L，形貌控制剂浓度为0～7g/L，然后封闭高压釜并将其置于烘箱中140～200℃加热2～12小时，反应结束后将高压釜梯度冷至室温后取出；其中锌源选自可溶性的氯化锌、硝酸锌或醋酸锌中的一种；钼源选自Na2MoO4、K2MoO4或H2MoO4中的一种；形貌控制剂为氨三乙酸、十六烷基-三甲基溴化铵、柠檬酸、多聚甲醛中的一种。(2)将反应釜中的上层清液用胶头滴管吸出，下层沉淀置于烧杯中，用超声处理30分钟，静置0.5～2小时后，用高速离心机离心分离，转速控制为4000r/min，时间为10min；(3)将离心分离得到的沉淀产物依次用蒸馏水、丙酮和无水乙醇分别清洗三次，即可获得本发明的产品。
2、 根据权利要求1所述钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，其特征在于在诱导控制合成方法步骤(l)中加入0.2g柠檬酸，在步 骤(3 )可得到长8 pm、宽600 nm的钼酸锌针状焦。
3、 根据权利要求l所述钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，其特征在于在诱导控制合成方法步骤(l)中加入0.2 g十六烷基-三甲基溴化铵，在步骤(3)可得到长1.5|um、宽800nm、高200nm的钼酸锌宽板条。
4、 根据权利要求1所述钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，其特征在于在诱导控制合成方法步骤(l)中加入0.2g氨三乙酸，在 步骤(3 )可得到长4 iLim、宽500 nm、高200 nm的钼酸锌长板 条。
5、 根据权利要求1所述钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，其特征在于在诱导控制合成方法步骤(1)中加入0.28多聚甲酸，在 步骤(3)可得到尺寸为80nm的钼酸锌颗粒。
6、 如权利要求l所述的钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法，其特 征在于步骤(3)所得到的钼酸锌材料的荧光峰发生蓝移。
全文摘要
本发明公开了一种钼酸锌纳米材料的诱导控制合成方法分别称取锌源、钼源、形貌控制剂，置于带有聚四氟乙烯内衬的高压釜中，添加一定量的蒸馏水，封闭高压釜并将其置于烘箱中140～200℃加热2～12小时，反应结束后将高压釜梯度冷至室温后取出；将吸去上层清液的沉淀产物置于烧杯中，超声30分钟，静置0.5～2小时，离心分离，接着依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇分别清洗三次，即得本发明的产品，最后将产物保存于无水乙醇中。所得产品为板条(针状焦、颗粒)状的光、电性能优越的钼酸锌纳米材料。本发明原料易得、操作简单、成本低廉、绿色环保、仪器设备简便、反应条件温和、产物形貌及结构易控、易于工业化生产。
文档编号C01G39/00GK101428857SQ20081020470
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者捷 张, 杨俊和, 霞 王, 贾润萍 申请人:上海应用技术学院