專利名稱：一種球狀ZnWO₄ 光催化材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種ZnWO4光催化材料的制備方法，特別涉及一種微波水熱法制備球狀ZnWO4光催化材料的方法。
背景技術(shù)：
ZnWO4是一種光學(xué)材料，具有黑鎢礦結(jié)構(gòu)，屬于單斜晶系，可以作為閃爍材料，發(fā)光材料和光催化材料。由于ZnWO4具有發(fā)光效率高，密度大，抗輻射和強(qiáng)光損傷能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，因此成為鎢酸鹽領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。
在研究過程中，ZnffO4材料制備方法主要有固相合成法[Aaron Dodd,AllanMcKinley, Takuya Tsuzuki et al.Mechanochemical synthesis of nanoparticuIateZnO-Znff04 powders and their photocatalytic activity[J]. Journal of the EuropeanCeramic Society, 2009, 29:139-144.],沉淀法[Aleksandr Kalinko, Alexey Kotlov, Alexei Kuzmin. Electronic excitations in ZnffO4 and ZnxNi1^ffO4 (x=0:1-0:9) usingVUV synchrotron radiation[J]. Central European Journal of PH ysics, 2011，9 (2) :432_437.],聲化學(xué)法[Changlin Yua, Jimmy C. Yu. S onochemical fabrication, characterization and pHotoca-talytic properties of Ag/ZnffO4 nanorod catalyst [J]. Materials Science and Engineering B, 2009, 164:16-22.]和水熱法[王金穎，黃妙良，鐘起權(quán)等.ZnWO4納米晶光催化劑的制備及表征[J].人工晶體學(xué)報(bào)，2009，2， 38 (I) 64-70. J0并且，制備過程中大多采用堿性體系，產(chǎn)物為棒狀結(jié)構(gòu)，并且通常實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，需要后期熱處理，從而導(dǎo)致ZnWO4的形貌難以控制等問題，阻礙了 ZnWO4的研究發(fā)展， 因此也阻礙了 ZnWO4作為納米半導(dǎo)體光催化材料的形貌可控合成與光催化性能可控合成的研究和開發(fā)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用微波水熱法，在酸性體系中，無需添加模板劑，快速合成的球狀ZnWO4光催化材料的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
I)分別配制濃度為0. 01mol/L^0. lmol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B ；
2)按照A B=0. 6 I. 7 1的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液B中，用O. I O. 3mol/ L的NaOH溶液或0. 2 0. 5mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)pH=3. 8 4. 3，攪拌均勻，得到溶液C ；
3)將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為4(Γ45%，選擇反應(yīng)溫度為 16(Tl90°C，反應(yīng)時(shí)間為30mirT60min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；
4)打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后在6(T90°C干燥得到球狀 ZnffO4光催化材料。
所述的干燥采用電熱鼓風(fēng)干燥箱。
有益的效果3
本發(fā)明采用微波水熱法，在酸性體系中，無模板劑的情況下，制備球狀ZnWO4光催化材料，而且不需要后期的晶化熱處理，避免了球狀ZnWO4在熱處理過程中形貌的改變，且工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，所得產(chǎn)物純度高，形貌可控。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I制備的球狀ZnWO4光催化材料的用日本JEOL公司的 JSM-5910LV型掃描電鏡圖。具體實(shí)施方案
實(shí)施例I :
I)分別配制濃度為O. 01mol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B ；
2)按照A :B=1. 2 1的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液B中，用O. 16mol/L的NaOH 溶液或O. 47mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)pH=4. 3，攪拌均勻，得到溶液C ；
3)將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為43%，選擇反應(yīng)溫度為160°C，反應(yīng)時(shí)間為40min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；
4)打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱中于 70°C干燥得到球狀ZnWO4光催化材料。
參見附圖1，將本發(fā)明制備的花球狀ZnWO4光催化材料用日本理學(xué)D/max2000PC X 射線衍射儀分析樣品，發(fā)現(xiàn)為純相的ZnW04。從圖I中可以看出本發(fā)明制備的產(chǎn)物為球狀 ZnffO40
實(shí)施例2
I)分別配制濃度為O. 05mol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B ；
2)按照A B=1 I的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液B中，用O. 24mol/L的NaOH 溶液或O. 35mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)pH=4，攪拌均勻，得到溶液C ；
3)將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為40%，選擇反應(yīng)溫度為180°C，反應(yīng)時(shí)間為60min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；
4)打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱中于 80°C干燥得到球狀ZnWO4光催化材料。
實(shí)施例3
I)分別配制濃度為O. 05mol/L的K2WO4溶液A和O. lmol/L的ZnCl2溶液B ；
2)按照A B=1. 7 1的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液B中，用O. lmol/L的NaOH 溶液或O. 5mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)pH=3. 8，攪拌均勻，得到溶液C ；
3)將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為45%，選擇反應(yīng)溫度為190°C，反應(yīng)時(shí)間為50min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；
4)打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱中于 70°C干燥得到球狀ZnWO4光催化材料。
實(shí)施例4
I)分別配制濃度為O. lmol/L的K2WO4溶液A和0. 05mol/L的ZnCl2溶液B ；
2)按照A B=0. 6 I的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液B中，用0. 3mol/L的NaOH溶液或O. 2mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)pH=3. 9，攪拌均勻，得到溶液C ；
3)將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為41%，選擇反應(yīng)溫度為170°C，反應(yīng)時(shí)間為40min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；
4)打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后在電熱鼓風(fēng)干燥箱中于 60°C干燥得到球狀ZnWO4光催化材料。
按照本發(fā)明的制備方法制得的球狀ZnWO4純度高，形貌均一，無需添加模板劑，通過反應(yīng)溫度、時(shí)間和PH來控制產(chǎn)物的形貌和光催化性能，無需后期的晶化熱處理，避免了產(chǎn)物形貌的改變。
權(quán)利要求
1.一種球狀ZnWO4光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟O分別配制濃度為O. Olmol/L^O. lmol/L的K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B ；2)按照AB=0. 6 I. 7 1的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液B中，用O. I O. 3mol/L的 NaOH溶液或O. 2 O. 5mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)pH=3. 8 4. 3，攪拌均勻，得到溶液C ；3)將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，填充度為4(Γ45%，選擇反應(yīng)溫度為16(Tl90°C，反應(yīng)時(shí)間為30mirT60min，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；4)打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后在6(T9(TC干燥得到球狀 ZnffO4光催化材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球狀ZnWO4光催化材料的制備方法，其特征在于所述的干燥采用電熱鼓風(fēng)干燥箱。
全文摘要
一種球狀ZnWO4光催化材料的制備方法，分別配制K2WO4溶液A和ZnCl2溶液B；將溶液A緩慢滴加到溶液B中調(diào)節(jié)pH=3.8~4.3得到溶液C；將溶液C加入微波水熱反應(yīng)釜中，加熱反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，取出反應(yīng)釜；打開反應(yīng)釜，采用去離子水和無水乙醇清洗產(chǎn)物，然后干燥得到球狀ZnWO4光催化材料。按照本發(fā)明的制備方法制得的球狀ZnWO4純度高，形貌均一，無需添加模板劑，通過反應(yīng)溫度、時(shí)間和pH來控制產(chǎn)物的形貌和光催化性能，無需后期的晶化熱處理，避免了產(chǎn)物形貌的改變。
文檔編號(hào)C01G41/00GK102936046SQ20121045846
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者曹麗云, 張曉薇, 黃劍鋒, 吳建鵬, 李佳, 李阿婷 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)