[發明專利]超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法

無效

• 申請號: 201310020186.2
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103031592A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 李博;陶緒堂;陳麗麗
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C30B7/10
• 分類號: C30B7/10;C30B29/46
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術領域

本發明涉及一種鉬酸碲鎂MgTeMoO₆（簡稱MTM）單晶微米粉末的合成方法，尤其涉及一種超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法。

背景技術

鉬酸碲鎂MgTeMoO₆（簡稱MTM）是一種非線性光學材料，其塊狀單晶可以由助熔劑方法生長得到；同時，鉬酸碲鎂可以作為丙烯、異丁烯催化氧化為丙烯醛和甲基丙烯醛的催化劑。目前，鉬酸碲鎂多晶粉末一般是通過常規固相反應來合成。常規固相反應合成的鉬酸碲鎂粉末顆粒存在一系列問題，如形貌不均勻，比表面積小，團聚嚴重等。材料的微晶顆粒尺寸、形狀對材料性能可以產生極大地影響，因此研究如何得到物相純凈、顆粒形貌均勻規整的鉬酸碲鎂微晶粉末材料具有重要的科學研究意義。

實驗證實超臨界水體系在合成鉬酸碲鎂微米粉末材料方面具有獨特優勢，能夠避免常規固相反應所產生的弊端。然而目前尚無利用超臨界水體系合成鉬酸碲鎂微晶粉末的研究報道。

發明內容

針對現有合成技術的單一與不足，本發明的目的是提供一種超臨界水體系合成鉬酸碲鎂MgTeMoO₆（簡稱MTM）單晶微米粉末的方法。

本發明所述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法，步驟是：

（1）配料：按照原子比Mg:Te:Mo=1:1:1的比例，分別稱取氧化鎂粉末、二氧化碲粉末和三氧化鉬粉末；

（2）分散物料：將步驟（1）稱得的固體粉末分散于超純水中，制成固-液懸浮體；

（3）恒溫反應：將步驟（2）制得的固-液懸浮體放入高溫高壓反應容器中密閉，然后將其置于加熱設備中加熱，使容器內部溫度升至380±5℃，容器內壓力升至23～25Mpa后，恒溫反應1～8h，此時反應體系的技術特征即為超臨界水反應體系；

（4）冷卻：恒溫反應后，將反應容器冷卻至室溫，容器內壓力降至常壓；

（5）洗滌：采用真空抽濾裝置將反應容器中的固體沉淀物分離出來，用去離子水、乙醇或丙酮洗滌所得的固體沉淀物至少3次，或者對固體沉淀物洗滌至洗滌液體pH=7為止；

（6）烘干：將步驟（5）洗滌后的固體沉淀物用干燥設備在50～60℃下烘干，所的產物即為鉬酸碲鎂單晶微米粉末。

上述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中：步驟(3)所述高溫高壓反應容器優選帶有測溫、測壓裝置的高溫高壓反應釜。

上述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中：步驟(3)所述加熱設備優選有精確控制溫度裝置的馬弗爐、電阻爐、管式爐、干燥機、烘箱之一。最優選馬弗爐。

上述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中：步驟(3)所述反應容器內部溫度優選為380℃，反應容器內壓力優選為24MPa，反應時間優選為2～4h。

上述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中：步驟(4)所述反應容器冷卻的方式是將加熱器按照設定速度冷卻至室溫，或者直接斷電使爐內降溫冷卻，或者直接將反應容器從加熱器中取出自然冷卻，或者將反應容器從加熱器中取出后放到冰水中冷卻。優選直接斷電使爐內降溫冷卻，或者將反應容器從加熱器中取出自然冷卻。

上述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中：步驟(5)所述真空抽濾裝置所用濾膜的孔徑優選0.025～0.5微米。

上述超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中：步驟(6)所述干燥設備是烘箱、干燥箱或紅外線燈。優選干燥箱。

本發明公開的超臨界水體系合成鉬酸碲鎂單晶微米粉末的方法中，首次使用固相氧化物粉末為原料，以水作為反應媒介，在23～25MPa、380℃的溫度條件下合成出了鉬酸碲鎂單晶微米粉末材料。用此方法合成的鉬酸碲鎂單晶微米粉末材料，物相純凈，顆粒形貌比較規整，顆粒尺寸范圍為15～50微米，并且顆粒不易團聚，分散性比較好（見附圖）。

本發明公開的方法選用了全固相的反應物原料，利用超臨界水作為反應體系，簡化了合成步驟，容易實現合成過程的控制以及產物形貌的控制，并安全、簡便的獲得鉬酸碲鎂單晶微米粉末材料。本發明提供的合成方法還適用于一些含鉬、碲的多元氧化物單晶微米材料的合成，為合成含鉬、碲的新型多元氧化物提供了一種簡便、快速、安全、環保的制備工藝路線。鑒于本發明方法中原料配制、反應過程和反應設備比較簡單，本發明方法非常適于工業化批量生產。

附圖說明

圖1：采用超臨界水體系合成方法制備的MgTeMoO₆微晶。

其中：圖1a是X-射線衍射圖譜；圖1b是掃描電鏡照片。