本發(fā)明涉及一種釩酸鹽材料的制備方法，具體為ag0.33v2o5的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著材料科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步，新型功能材料的開發(fā)與應(yīng)用愈加重要。ag0.33v2o5因具有獨特的光學(xué)和電化學(xué)性能，在傳感器、鋰離子電池、抗菌材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用(huw,zhangx,chengy,etal.chemsuschem,2011,4(8):1091-1094；liangs,zhangx,zhouj,etal.materialsletters,2014,116:389-392；wuy,zhup,zhaox,etal.journalofmaterialschemistrya,2013,1(3):852-859.)。目前ag0.33v2o5的制備方法主要為高溫固相法、水熱法、溶膠-凝膠法等。

高溫固相法制備ag0.33v2o5主要是通過氧化銀(ag2o)或者銀鹽(agno3、ag2co3等)與五氧化二釩(v2o5)在高溫下煅燒制備而成。該方法往往具有以下缺點：原料混合不均勻，合成的物質(zhì)往往有雜相與一些晶體缺陷；原料一般需在600-700℃的高溫下進(jìn)行幾小時到幾十小時的長時間反應(yīng)，其反應(yīng)周期長，合成溫度高。這些缺點導(dǎo)致ag0.33v2o5生產(chǎn)成本高，也因此限制了其發(fā)展應(yīng)用。

水熱法制備ag0.33v2o5通常以硝酸銀(agno3)或者氧化銀(ag2o)與五氧化二釩(v2o5)為主要原料，在高溫高壓條件下(反應(yīng)溫度在130-240℃之間，壓力在0.3-4mpa之間)經(jīng)約24h反應(yīng)獲得，且合成的ag0.33v2o5的質(zhì)量受溶液ph值、表面活性劑種類等因素的影響。該方法生產(chǎn)成本高，難以大規(guī)模生產(chǎn)。

溶膠凝膠法制備ag0.33v2o5通常以硝酸銀(agno3)、五氧化二釩(v2o5)和檸檬酸(c6h8o7·h2o)為主要原料，加熱形成凝膠(溫度為70-80℃；時間為10h)，再通過高溫?zé)Y(jié)(350-450℃)形成ag0.33v2o5，這種方法能獲得尺寸較小、粒度均勻的ag0.33v2o5材料。但是溶膠凝膠法反應(yīng)時間長，工業(yè)化生產(chǎn)難度較大。

其他合成方法還有共沉淀法、微波合成法、離子交換法等。但都具有反應(yīng)時間長、產(chǎn)物均勻性差、成本高等缺點。對于一種材料來說，制備溫度、時間、成品率等因素是決定其能否大規(guī)模生產(chǎn)的必要條件，也決定了該材料能否被廣泛應(yīng)用。然而，目前為止，已經(jīng)報道的ag0.33v2o5材料的制備方法條件較為苛刻，這在很大程度上限制了其發(fā)展和應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是研制一種能耗低、速度快、成品率高的ag0.33v2o5材料的制備方法。

本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是：

一種ag0.33v2o5材料的制備方法，其特征在于該方法的步驟是：

(1)首先按二甲基乙酰胺(dmac)︰硝酸銀(agno3)︰雙乙酰丙酮氧化釩(vo(acac)2)的質(zhì)量比為200-500︰2.04︰19的比例將硝酸銀和雙乙酰丙酮氧化釩置于二甲基乙酰胺溶液中，混合并攪拌均勻形成溶解液；

(2)將溶解液在低于75℃的溫度下焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下按溫度為400-700℃、時間為1h以上的條件進(jìn)行退火，退火后就得到純相ag0.33v2o5材料。

進(jìn)一步的方案是：焙干溫度為40-75℃。

本發(fā)明中，dmac的質(zhì)量比控制在200-500，是為了保證agno3與vo(acac)2既能完全溶解又避免dmac溶劑的浪費；控制agno3與vo(acac)2的質(zhì)量比為2.04:19，是為了確保vo(acac)2與agno3完全反應(yīng)，得到ag/v原子比為0.33:2的ag0.33v2o5，以免生成其他結(jié)構(gòu)的釩酸銀。

本發(fā)明中，溶劑dmac主要起均勻混合硝酸銀和雙乙酰丙酮氧化釩的作用，ag0.33v2o5的生產(chǎn)實踐中還需設(shè)計dmac的重復(fù)回收利用裝置。dmac還可用其它具有等同效果的溶劑替換，如二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮等。由于dmac閃點溫度為77℃，因此控制焙干溫度不超過75℃以確保安全等。退火溫度高于400℃以保證ag0.33v2o5的結(jié)晶生長。

本發(fā)明的反應(yīng)過程可用化學(xué)方程式表述如下：

agno3+vo(acac)2+o2→ag0.33v2o5+nox+co2+h2o

本發(fā)明的優(yōu)點和效果是：這種通過低溫化學(xué)燒結(jié)方法制備ag0.33v2o5材料，與其他制備方法相比，該方法的優(yōu)點為：原料簡單、反應(yīng)溫度低、反應(yīng)時間短、能耗低、工藝可控，并且制備的ag0.33v2o5材料純度高、顆粒均勻，具有可觀的工業(yè)化生產(chǎn)前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所得的ag0.33v2o5材料的xrd圖。

圖2為本發(fā)明在500℃、時間為2h的退火條件下所得的ag0.33v2o5材料的sem圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明ag0.33v2o5材料的制備進(jìn)一步說明。

實施例1

(1)首先將20g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于40℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為400℃，時間為2h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例2

(1)首先將50g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于60℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為400℃，時間為1.5h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例3

(1)首先將120g的的二甲基乙酰胺、0.816g的硝酸銀和7.6g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于70℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為400℃，時間為2h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例4

(1)首先將50g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于40℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為450℃，時間為1h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例5

(1)首先將20g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于60℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為500℃，時間為2h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例6

(1)首先將30g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于75℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為550℃，時間為1h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例7

(1)首先將20g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于60℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為550℃，時間為2h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例8

(1)首先將500g的的二甲基乙酰胺、2.04g的硝酸銀和19g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于40℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為550℃，時間為1h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例9

(1)首先將300g的的二甲基乙酰胺、2.04g的硝酸銀和19g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于60℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為550℃，時間為1h，得到ag0.33v2o5材料。

實施例10

(1)首先將30g的的二甲基乙酰胺、0.204g的硝酸銀和1.9g的雙乙酰丙酮氧化釩混合并攪拌至完全溶解形成溶解液；

(2)將溶解液于70℃焙干后得到均勻混合的初始粉末；

(3)將初始粉末在空氣氛圍下退火，退火溫度為700℃，時間為1h，得到ag0.33v2o5材料。

下面是本發(fā)明制備的ag0.33v2o5材料的結(jié)構(gòu)、形貌表征：

1.結(jié)構(gòu)分析

圖1是ag0.33v2o5材料的xrd圖，由圖可見，當(dāng)退火溫度低至400℃時，材料依然有較強的衍射峰，且與ag0.33v2o5的標(biāo)準(zhǔn)衍射卡片(pdf#81-1740)一致，沒有其他雜相生成，說明該方法可在很低的溫度下獲得ag0.33v2o5。此外，隨著退火溫度的升高，所得ag0.33v2o的結(jié)晶性逐漸增強。

2.形貌分析

圖2為ag0.33v2o5材料的sem圖，由圖可以看出ag0.33v2o材料顆粒大小均勻，形狀為棒狀結(jié)構(gòu)，棒的直徑為200-500nm之間，長度為0.2-3μm。