一種納米級長方體堿式鉬酸銅及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了本發(fā)明提供了一種納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法。以醋酸銅和鉬酸鈉為原料，水和乙二醇混合溶液為溶劑，一步水熱合成納米級長方體堿式鉬酸銅。合成的堿式鉬酸銅長約100nm?300nm，厚度約為100nm。該制備方法操作簡單，反應條件通用，可直接用于工業(yè)化規(guī)模生產。采用本發(fā)明制備的堿式鉬酸銅納米材料形貌穩(wěn)定，純度高，結晶度高，為顯著提高其儲能，催化等性能提供了理論基礎和實踐經驗。
【專利說明】
一種納米級長方體堿式鉬酸銅及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無機納米材料領域，涉及一種納米級長方體堿式鉬酸銅及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]鉬酸鹽微納米材料是一類重要的功能材料，在催化、吸附、電磁、傳感器、能量儲存等領域具有廣泛應用。無機鉬酸鹽微納米材料中，過渡金屬鉬酸鹽因其存在空軌道而具有特殊的晶體結構和催化性能.受到了人們越來越多的重視。如中國專利CN201110347395.9和CN20 1 1 10347508.5公開了利用微波反應制備超級結構和輻射狀鉬酸銅微米球(Cu3Mo2O9),該方法反應時間較短，但使用了微波反應器，不利于產品的工業(yè)化低成本規(guī)模生產，且其產品尺寸較大(5μπι-15μπι)，不利于該類產品小尺寸效應及量子效應等特性的應用，因此該方法在尺寸控制及低成本制備等方面仍有技術提升空間。此外，中國專利CN201410827872.5和CN201410827892.2分別公開了超聲波法結合超聲-熔鹽法制備鉬酸銅納米片(CuMoO4)及鉬酸銀-鉬酸銅復合粉體的制備方法。該類方法合成步驟較多，且反應后需要進行高溫后處理，因此該類方法在提高反應效率及優(yōu)化合成工藝等方面仍具有一定的改進空間。堿式鉬酸銅Cu3(OH)2(MO4)2,又名鉬銅礦，是一種稀有礦物。目前，以人工手段合成這種天然礦物并未有大范圍報道。相對于其他銅基鉬酸鹽，堿式鉬酸銅的形貌也比較單一，主要以微米球為主，如中國專利CN201510096407.3公開了一種微米球狀堿式鉬酸銅的制備方法，但其產品直徑約為20μπι，且在制備過程中需要精確調節(jié)反應溶液的pH值，因此該方法在尺寸控制及高效制備等方面仍具有技術提升空間。
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【發(fā)明內容】
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[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術的問題，提供一種納米級長方體堿式鉬酸銅及其制備方法，該方法采用一步水熱法簡單方便的制備出形貌穩(wěn)定，純度高，結晶度高的納米級長方體堿式鉬酸銅，適合工業(yè)化規(guī)模生產。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn):
[0005]—種納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法，包括以下步驟:
[0006]I)將1mg的聚乙烯吡咯烷酮和1mg的醋酸鈉加入到去離子水和乙二醇的混合溶液中，并攪拌均勻，得到混合液；
[0007]2)向混合液中加入醋酸銅，攪拌均勻后，再加入鉬酸鈉，并攪拌均勻，得到混合原料液;其中，鉬酸鈉和醋酸銅按照1:2的摩爾比加入到混合液中；
[0008]3)將混合原料液轉移至反應釜中，在180°C的溫度下水熱保溫5h;
[0009]4)水熱處理結束后自然冷卻至室溫，并用去離子水和乙醇對產物進行離心洗滌去除雜質，然后在80°C的溫度下進行真空干燥處理，得到納米長方體堿式鉬酸銅。
[0010]本發(fā)明進一步的改進在于:
[0011]所述步驟I)中，攪拌時間為5min。
[0012]所述步驟2)中，加入醋酸銅，攪拌3min后再加入鉬酸鈉，然后再攪拌lOmin。
[0013]所述步驟4)中，去離子水和乙醇的體積比為1:1。
[0014]所述步驟4)中，對產物離心洗滌5次以去除雜質。
[0015]一種納米級長方體堿式鉬酸銅，堿式鉬酸銅的長度為10nm?300nm，寬度為lOOnm，厚度為 lOOnm。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]本發(fā)明利用常規(guī)銅鹽和鉬酸鹽，通過一步水熱首次合成了納米級長方體堿式鉬酸銅，配方簡單實用。該方法反應時間短，反應條件溫和，易于重復，適合低成本規(guī)模生產。制備出的堿式鉬酸銅形貌穩(wěn)定，純度高，結晶度高，改變反應參數(shù)還可以方便的對其尺寸進行調控，為鉬酸銅類納米材料在儲能，催化等領域的廣泛應用提供了理論基礎和實踐經驗。
【【附圖說明】】
[0018]圖1為堿式鉬酸銅納米長方體低倍率放大掃描電鏡圖；
[0019]圖2為堿式鉬酸銅納米長方體高倍率放大圖；
[0020]圖3為堿式鉬酸銅納米長方體XRD圖。
【【具體實施方式】】
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0022]首先配置40ml去離子水和乙二醇的混合溶液。然后在電磁攪拌下，加入適量聚乙烯吡咯烷酮和醋酸鈉，攪拌5min。再在強烈攪拌下，先加入醋酸銅攪拌3min后，再加入鉬酸鈉，繼續(xù)攪拌;攪拌1min后，將混合溶液轉移到50ml反應釜中，密封，在180°C水熱保溫5h。反應結束后，自然冷卻至室溫。所合成的產物，用去離子水和乙醇(體積比1:1)離心洗滌5次。除去雜質之后，在80°C真空干燥。最終產物為淡綠色的納米長方體堿式鉬酸銅。
[0023]圖1和2為本發(fā)明制備的鉬酸銅納長方體的掃描電子顯微鏡圖，其中制得的納米材料的長在100-300nm，寬在lOOnm，高在10nm左右。通過觀察圖3的XRD圖可以確定物相組成為 Cu3(Mo04)2(0H)2。
[0024]本發(fā)明利用廉價易得的原料及簡便高效的制備條件完成了堿式鉬酸銅的制備，并得到了新奇的納米級長方體形貌。為銅基鉬酸鹽納米材料的設計合成提供良好的理論基礎和實踐經驗。
[0025]以上內容僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權利要求書的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將1mg的聚乙烯吡咯烷酮和1mg的醋酸鈉加入到去離子水和乙二醇的混合溶液中，并攪拌均勻，得到混合液； 2)向混合液中加入醋酸銅，攪拌均勻后，再加入鉬酸鈉，并攪拌均勻，得到混合原料液；其中，鉬酸鈉和醋酸銅按照1:2的摩爾比加入到混合液中； 3)將混合原料液轉移至反應釜中，在180°C的溫度下水熱保溫5h; 4)水熱處理結束后自然冷卻至室溫，并用去離子水和乙醇對產物進行離心洗滌去除雜質，然后在80°C的溫度下進行真空干燥處理，得到納米長方體堿式鉬酸銅。2.根據(jù)權利要求1所述的納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，攪拌時間為5min。3.根據(jù)權利要求1所述的納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，加入醋酸銅，攪拌3min后再加入鉬酸鈉，然后再攪拌lOmin。4.根據(jù)權利要求1所述的納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中，去離子水和乙醇的體積比為1:1。5.根據(jù)權利要求1所述的納米級長方體堿式鉬酸銅的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中，對產物離心洗滌5次以去除雜質。6.—種采用權利要求1-5任意一項所述方法制備得到的納米級長方體堿式鉬酸銅，其特征在于，堿式鉬酸銅的長度為10nm?300nm，寬度為10nm，厚度為lOOnm。
【文檔編號】C01G39/00GK106064832SQ201610529932
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】張利鋒, 賀文杰, 劉毅, 鄭鵬, 原曉艷, 郭守武
【申請人】陜西科技大學