一種新晶型多金屬鉬酸鹽微納米顆粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明化工領(lǐng)域，涉及一種無機(jī)材料的制備方法，具體來說是一種制備多金屬鉬酸鹽微納米顆粒及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)和合成新物質(zhì)，尋求物質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性依然是無機(jī)化學(xué)發(fā)展的方向和動(dòng)力之一?，F(xiàn)在，人們?cè)诤铣尚碌幕衔锏倪^程中，更重注研究所合成物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，人們更希望是根據(jù)所需的具有特定功能的材料來進(jìn)行定性的設(shè)計(jì)和合成新的化合物。
[0003]由于多金屬鉬酸鹽具有不可比擬的結(jié)構(gòu)多樣性和有趣的性質(zhì)，近年來人們對(duì)多金屬鉬酸鹽的研究仍然保持著強(qiáng)烈的性趣。多金屬鉬酸鹽的發(fā)展依賴于具有新奇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的設(shè)計(jì)和合成?，F(xiàn)在對(duì)于多金屬鉬酸鹽的研究已經(jīng)進(jìn)入分子剪裁和組裝階段，從對(duì)穩(wěn)定氧化態(tài)化合物的合成、研究，進(jìn)入到亞穩(wěn)態(tài)和變價(jià)化合物及超分子化合物的研究；應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)展，除工業(yè)催化劑外，現(xiàn)已躋身材料科學(xué)、特別是光、電、磁功能材料等領(lǐng)域。
[0004]目前的合成方法有水溶液合成法，非水溶劑合成法，熔鹽法，高溫高壓反應(yīng)法，固相反應(yīng)法和水熱合成法等。
[0005]然而，上述制備方法均存在設(shè)備過程復(fù)雜(比如需要高溫高壓的設(shè)備)、有添加劑的存在、或者反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等問題。因此開發(fā)一種成本低廉、綠色環(huán)保、操作工藝簡(jiǎn)便易行、反應(yīng)條件溫和的合成多鉬酸鹽微納米顆粒材料的方法具有重要的意義和價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種制備多金屬鉬酸鹽微納米顆粒及其方法，所述的這種制備多金屬鉬酸鹽微納米顆粒及其方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的制備多金屬鉬酸鹽微納米顆粒的工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明提供了一種新晶型多金屬鉬酸鹽微納米顆粒，其分子式為Na2Zn5(Mo04)6。
[0008]本發(fā)明還提供了上述的一種新晶型多金屬鉬酸鹽微納米顆粒的制備方法，包括如下步驟:
1)以鋅片為陽極板，以惰性電極為陰極，以鉬酸鈉水溶液為陽極液，以鹽酸為陰極液，在陽離子膜為隔膜的雙室電解槽中，采用恒電流密度電解的方式，超聲下電解鉬酸鈉水溶液，控制溫度范圍為50°c ~70°C;所述的鉬酸鈉水溶液的濃度為0.1-0.7mol/L ;所述的鹽酸的溶液濃度為0.l~lmol/L ;
2)電解完后，將陽極室得到的產(chǎn)物，用去離子水邊清洗邊過濾，將多余的鉬酸鈉溶液清洗干凈，并且將過濾后的產(chǎn)物干燥，干燥完畢，空氣氛圍下以2.5-10°C /min的升溫速度，升溫至400~500°C，焙燒1.5~2h，焙燒后自然冷卻至室溫，即得到Na2Zn5 (Mo04) 6晶體。
[0009]進(jìn)一步的，所述的惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網(wǎng)、或箔網(wǎng)；
進(jìn)一步的，所述的電解過程中控制的溫度為55~65°C ;所述的鉬酸鈉水溶液濃度為0.lmol/L,0.3mol/L、0.5mol/L、或者0.7mol/L ;所述的鹽酸溶液濃度為0.lmol/L,電解時(shí)間為 15~60min。優(yōu)選 20min。
[0010]進(jìn)一步的，烘干后，在空氣氛圍下以2.5°C /min的升溫速率升至450°C焙燒lh。[0011 ] 進(jìn)一步的，所述的恒電流密度為4A/dm2。
[0012]進(jìn)一步的，所述的陽離子膜為全氟磺酸陽離子交換膜。
[0013]進(jìn)一步的，所述的超聲的條件為功率100W，頻率40KHz。
[0014]本發(fā)明還提供了上述的一種多金屬鉬酸鹽微納米顆粒發(fā)光材料中的應(yīng)用，發(fā)光材料發(fā)藍(lán)紫光。
[0015]本發(fā)明是一種陽離子膜超聲電解法制備多金屬鉬酸鹽的方法，陽離子膜將大部分Na+轉(zhuǎn)移至陰極室，超聲下電解使得溶液中離子運(yùn)動(dòng)加速，增大了晶體形成過程中離子的有效碰撞次數(shù)，并且反應(yīng)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，無任何添加劑，可以得到純凈的不同形貌的Na2Zn5 (Mo04) 6晶體，無任何雜質(zhì)離子的存在，后續(xù)處理簡(jiǎn)單。
[0016]本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明由于采用的陽離子交換膜有選擇透過性，可以讓Na+透過離子膜進(jìn)入陰極室，從而使得到的產(chǎn)品純度高，無雜相。電化學(xué)與聲化學(xué)相結(jié)合，在超聲的狀態(tài)下，可增加溶液中離子的有效碰撞，使晶體更快更好的生長(zhǎng)。并且制備過程反應(yīng)時(shí)間短，后續(xù)處理簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便易操作成本低。
【附圖說明】
[0017]圖1是實(shí)施例1中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0018]圖2是實(shí)施例1中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的XRD圖。
[0019]圖3是實(shí)施例2中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0020]圖4是實(shí)施例2中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0021 ]圖5是實(shí)施例3中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0022]圖6是實(shí)施例3中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0023]圖7是實(shí)施例4中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0024]圖8是實(shí)施例4中得到的Na2Zn5 (Mo04) 6的SEM圖。
[0025]圖9是實(shí)施例中1、2、3、4中得到的Na2Zn5(Mo04)6的PL圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明的各實(shí)施例中所用的全氟磺酸陽離子交換膜是美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的Naf1n全氟磺酸117型陽離子交換膜。
[0028]實(shí)施例1
一種利用陽離子膜超聲電解制備Na2Zn5 (Mo04) 6晶體的方法，具體步驟如下:
(1)、以鋅片為陽極，以鈦網(wǎng)為陰極，以90ml的濃度為0.lmol/L的鉬酸鈉水溶液為陽極液，以90ml濃度為0.lmol/L的鹽酸為陰極液，在雙室隔膜電解槽中，控制電流密度4A/dm2，溫度55~65°C，超聲狀態(tài)下電解20min。
[0029](2)、電解完后，取出陽極液，用去離子水邊清洗邊過濾，以便出去剩余的雜質(zhì)，并且將過濾后的產(chǎn)物在100°C下烘干2h，干燥完畢后，空氣氛圍下以2.5°C /min的升溫速率升至450°C，高溫焙燒lh，焙燒后自然冷卻至室溫，即得到純凈的Na2Zn5 (Mo04) 6晶體。
[0030]采用日本日立(Hitachi)株式會(huì)社生產(chǎn)的S-3400型掃描電鏡對(duì)上述所得Na2Zn5(Mo04)6晶體進(jìn)行表征，如圖1所示；
采用荷蘭帕納科(PANalytical)公司的X’ Pert PW3040/60型X射線衍射儀對(duì)上述所得的Na2Zn5(Mo04)6晶體進(jìn)行測(cè)定，如圖2所示。