[發明專利]一種六瓣扁花球狀ZnWO4 光催化材料的制備方法

無效

• 申請號: 201210458470.3
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102936047A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 曹麗云;張曉薇;黃劍鋒;吳建鵬;張振偉;李嘉胤
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01G41/00
• 分類號: C01G41/00;B82Y30/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于光催化材料技術領域，具體涉及一種絡合微波水熱法制備六瓣扁花球狀ZnWO₄光催化材料的方法。

技術背景

隨著光催化技術的不斷發展，采用光催化法來降解有機污染物是解決水污染和空氣污染的一種新型的有效途徑。鎢酸鋅具有光催化性及光致發光性，研究者嘗試通過對產物的形貌控制來實現提高光催化性能的目標。

已報道的ZnWO₄納米粉體的形貌多為棒狀結構，制備方法主要有水熱法[吳菊.水熱法合成鎢酸鹽材料的納米結構[D].江蘇：江南大學，2008,6.]、共沉淀法[Aleksandr?Kalinko,Alexey?Kotlov,Alexei?Kuzmin.Electronic?excitations?in?ZnWO₄?and?ZnxNi_1-xWO₄(x=0:1-0:9)using?VUV]和超聲法[Changlin?Yua,Jimmy?C.Yu.Sonochemical?fabrication,characterization?and?photocatalytic?properties?of?Ag/ZnWO₄?nanorod?catalyst[J].Materials?Science?and?Engineering?B,2009,164:16-22.]，其中，采用較多的方法為水熱法，水熱法與其他方法相比具有一定的優越性，操作簡單，工藝靈活可調，并且產物無需后期熱處理，但其也具有一定的不足之處，水熱法的能量來源主要是熱輻射和熱傳遞，那么在反應體系中就容易出現受熱不均的情況，因此反應產物生長速率不同，產物形貌不均勻，性能差，并且反應時間長，實驗周期長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種反應周期短，反應溫度低，操作簡單，無需后期熱處理，產物形貌均一、可控，重復性好的六瓣扁花球狀ZnWO₄光催化材料的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

1）將鎢酸（H₂WO₄）溶于去離子水中，配制成鎢酸濃度為0.1mol/L~0.5mol/L溶液A；

2）將CTAB和CMC按1：1的摩爾比配制成CTAB的濃度為3.5~8.5×10-⁴mol/L的溶液B；

3）將分析純的二水醋酸鋅（Zn(COOCH₃)₂·2H₂O）溶于溶液B中，配制成二水醋酸鋅的濃度為0.1mol/L~0.5mol/L溶液C；

4）在磁力攪拌下，按溶液A：溶液C=1:1的體積比將溶液A緩慢滴加到溶液C中，采用質量濃度為30%的氨水溶液或質量濃度為10%的HNO₃溶液調節pH=3~4，形成無色透明溶液D；

5）將上述溶液D加入微波水熱反應釜中，填充度控制為50~60%，設定反應溫度為140~160℃，反應時間為10min~30min，待反應結束后，自然冷卻至室溫，取出反應釜；

6）打開反應釜，分別采用去離子水和無水乙醇清洗產物3~5次，然后在80~100℃干燥得到六瓣扁花球狀ZnWO₄光催化材料。

所述的干燥在電熱鼓風干燥箱中進行。

由于絡合微波水熱法以水熱反應為基礎，以微波為能量源，實現了反應體系的快速加熱，微波不僅提供反應能量，而且能使產物分散性提高，尺寸處于納米級。同時，通過在反應體系中加入絡合劑，絡合劑不僅能與反應體系中的離子進行絡合反應，并且它可以作為表面活性劑，在反應體系中形成膠束，從而實現產物形貌和尺寸的控制。本發明的采用絡合微波水熱法，成功制備出六瓣扁花球狀ZnWO₄光催化材料，反應周期短，溫度低，操作簡單，無需后期熱處理，形貌均一，重復性好。

由于本發明制備六瓣扁花球狀ZnWO₄光催化材料的反應在液相中一次完成，不需要后期的晶化熱處理，避免了六瓣扁花球狀ZnWO₄在熱處理過程中可能導致的團聚、晶粒粗化、形貌改變以及樣品與氣氛反應等缺陷，且工藝設備簡單，反應時間短，所得產物純度高，形貌可控，該結構的ZnWO₄可在60~90min時間對羅丹明B的降解率達到95~99%。

附圖說明