一种钼酸锌粉末的制备方法及其应用

本发明属于无机材料粉末制备技术领域，具体涉及一种钼酸锌粉末的制备方法。

背景技术：

随着社会的进步与经济的高速发展，能源危机与环境污染的问题日渐突出。环境污染不但严重影响人类的身体健康，也给社会带来了难以估量的经济损失，环境污染的控制与治理是人类二十一世纪面临和等待解决的重大课题。催化技术在环境净化领域具有广阔的发展前景，有害物质通过光催化、热催化和电催化等技术有效的降解。

钼酸锌是一种重要的钼酸盐，因其具有优越的光学性能和特殊的晶体结构，广泛用于涂料、建筑、道路桥梁、车辆船舶、航空航天、化工、医药和电子发光材料等领域。以钼酸锌或碱式钼酸锌为主要成分的防锈颜料是一种白色无毒颜料，被称为新一代无公害防锈颜料。

目前，国内外对钼酸锌的合成方法有固相反应法、共沉淀法、水热合成法、高温高压反应法，溶液滴定法等。固相反应法，如，氧化锌与三氧化钼两者按zn:mo＝1:1的摩尔比混合，用雌蕊浸泡30分钟后放入反应堆在900℃，然后自然冷却直到室温。采用共沉淀法合成钼酸锌，混合水溶液通过在50ml蒸馏水所需适量的硝酸锌与钼酸钠，在硝酸锌溶液中逐渐加入钼酸钠溶液，过滤得到白色沉淀，用蒸馏水与乙醇洗涤几次，最后以20℃/分钟的冷却速度在600℃下煅烧3小时。水热合成法，如，硝酸锌与钼酸钠溶于去离子水，合成悬浮液，转移到高压釜，然后加热到150℃，离心收集白色沉淀，用去离子水与乙醇冲洗几次，80℃干燥过夜。溶液滴定法，如，钼酸铵四水化合物与柠檬酸钠加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌溶解形成溶液a，将六水合硝酸锌加入到去离子水，形成溶液b，将溶液b滴加到溶液a。中国专利cn101428857a在高压条件下以锌源、钼源为原料，并加入不同形貌控制剂，合成板条、针状、颗粒等形貌的钼酸锌纳米材料。张文朴介绍氧化钼与碳酸钙、氧化锌混合后高温反应的方法。该法需要在550℃煅烧8h，且引入钙盐，得到的物质并非单一的钼酸锌成品。中国专利cn101891252a采用熔盐法制备钼酸锌抗菌粉体。以钼酸钠、硝酸锌为原料，以硝酸钠为盐料，于研钵中加入乙醇研磨至均匀，再于90℃干燥2h，后于320～360℃熔融煅烧3～7h，经洗涤获得超细钼酸锌粉体。然而，上述的制备方法中存在的问题是：工艺复杂、对设备要求高、大规模生产困难、产物不纯。另外，我国是钼资源最丰富的国家，所以发展白色钼酸盐颜料以替代有毒的防锈颜料具有十分优越的条件。因此，开发一种操作简单易行、成本低廉、绿色环保，并能大规模生产钼酸锌粉末的方法，具有重要的社会意义和商业价值。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钼酸锌粉末制备方法，该方法简单，成本低，易操作，并且在解决环境污染与有机物降解中具有突出有效作用。

本发明采用的技术方案是：一种钼酸锌粉末的制备方法，包括如下步骤：

1)将钼盐与锌盐加入去离子水中，充分搅拌溶解；

2)于步骤1)所得混合溶液中加入适量聚乙二醇，继续搅拌，得溶胶体；

3)将步骤2)所得溶胶体置于烘箱中烘干，得前驱体；

4)将步骤3)所得前驱体研磨，在管式炉中空气环境下进行煅烧，得目标产物。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，所述钼盐为七钼酸六铵。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，所述锌盐为醋酸锌。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，按摩尔比，钼盐:锌盐＝1:7。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，所述聚乙二醇为聚乙二醇600，加入量为钼盐与锌盐总质量的0.5-1.5％。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，步骤2)中，搅拌时间为2小时。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，步骤3)中，所述烘干，烘干温度为100-120℃，烘干时间为10-12h。

进一步的，上述的一种钼酸锌粉末的制备方法，步骤4)中，所述煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为5小时。

本发明提供的钼酸锌粉末在光催化降解气体污染物中的应用。

进一步的，方法如下：在光催化反应器中加入钼酸锌粉末，再加入气体污染物，在氙灯下光催化降解。

本发明的有益效果是：

1.本发明的制备方法，所需材料成本较低，由钼盐与锌盐合成的钼酸锌粉末，结构稳定，具有较高的光催化活性。

2.本发明的制备方法，生产成本低廉，材料易取，方法简单，便于大规模生产。

3.本发明的制备方法，整个生产流程无工业废气，无废水，环境友好，产率高。

4.本发明采用溶胶凝胶法制备钼酸锌，不但能够促进反应进行，缩短反应时间，而且能够显著降低反应产物的团聚现象。本发明工艺流程简单易行，且在光催化氧化环境污染控制方面具有独特的优势，成本低、操作简单、绿色环保、节能、有机污染物完全分解避免二次污染。

附图说明

图1为本发明制备的钼酸锌的xrd图。

图2为本发明制备的钼酸锌的uv-vis与taucplot图。

图3为本发明制备的钼酸锌降解异丙醇百分比图。

具体实施方式

实施例1

(一)钼酸锌(znmoo4)粉末，制备方法包括以下步骤：

1)将2.472g(2mmo1)七钼酸六铵和2.569g(14mmo1)醋酸锌分别溶于50ml去离子水中，搅拌0.5h，混合均匀。

2)于步骤1)所得混合溶液中加入0.050g聚乙二醇600，室温搅拌2h，搅拌均匀，得溶胶体。

3)将步骤2)所得溶胶体置于120℃鼓风干燥箱中，烘干10-12h，得前驱体。

4)将步骤3)所得前驱体研磨后，置于管式炉中，600℃下焙烧5小时，得钼酸锌。

(二)检测

图1是本发明制备的钼酸锌的xrd图，与钼酸锌的jade的标准卡片比对，证明成功合成钼酸锌纳米材料。

图2为本发明制备的钼酸锌的uv-vis与taucplot图。紫外图显示钼酸锌在650nm之前有拖尾峰呈现，与报道文献一致，并且taucplot图显示样品的禁带宽度为3.55ev，证明成功合成钼酸锌。

实施例2钼酸锌粉末在光催化降解气体污染物中的应用

方法：称取0.1g实施例1制备的钼酸锌放于光催化反应器内，抽取5μl异丙醇，打入光催化反应器内，先未光照下反应2h后，再用氙灯照射两小时，用气相色谱仪器分析。

图3为本发明制备的钼酸锌降解异丙醇百分比图。从宏观结果分析，钼酸锌在前20分钟内降解异丙醇的效果较佳，是未光照前降解率的两倍多，20分钟之内降解污染物较快。结果表明:在光照下，钼酸锌在改善环境与降解污染物方面具有显著的作用。从微观结果分析，钼酸锌作为一种高效、产率高且低成本的光催化剂，在光的照射下，表面会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力较强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原能力，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳。

技术特征：

1.一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

1)将钼盐与锌盐加入去离子水中，充分搅拌溶解；

2)于步骤1)所得混合溶液中加入适量聚乙二醇，继续搅拌，得溶胶体；

3)将步骤2)所得溶胶体置于烘箱中烘干，得前驱体；

4)将步骤3)所得前驱体研磨，在管式炉中空气环境下进行煅烧，得目标产物。

2.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，所述钼盐为七钼酸六铵。

3.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，所述锌盐为醋酸锌。

4.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，按摩尔比，钼盐:锌盐＝1:7。

5.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇600，加入量为钼盐与锌盐总质量的0.5-1.5％。

6.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，步骤2)中，搅拌时间为2小时。

7.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述烘干，烘干温度为100-120℃，烘干10-12h。

8.根据权利要求1所述的一种钼酸锌粉末的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为5小时。

9.权利要求1-8任意一项所述的钼酸锌粉末在光催化降解气体污染物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，方法如下：在光催化反应器中加入权利要求1-8任意一项所述的钼酸锌粉末，再加入气体污染物，在氙灯下光催化降解。

技术总结
本发明提供了一种钼酸锌粉末的制备方法及其应用。包括以下步骤：将钼盐与锌盐加入去离子水中，充分搅拌溶解；于所得混合溶液中加入适量聚乙二醇，继续搅拌，得溶胶体；将所得溶胶体置于烘箱中烘干，得前驱体；将所得前驱体研磨，在管式炉中空气环境下进行煅烧，得目标产物。本发明采用溶胶凝胶法制备钼酸锌，不但能够促进反应进行，缩短反应时间，而且能够显著降低反应产物的团聚现象。本发明工艺流程简单易行，且在光催化氧化环境污染控制方面具有独特的优势，成本低、操作简单、绿色环保、节能、有机污染物完全分解避免二次污染。

技术研发人员：范晓星;刘斌;陶然;谭青爽
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：2021.02.18
技术公布日：2021.06.11