[發明專利]一種單斜系三氧化鎢的制備方法

有效

• 申請號: 201710109750.6
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106830087B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 王桂赟;楊歡;宋立佳;王延吉;趙新強
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C01G41/02
• 分類號: C01G41/02;B01J23/30;C01B3/04
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種單斜系三氧化鎢的制備方法。該方法包括以下步驟：（1）攪拌下，將硝酸加入到鎢酸鈉溶液中，攪拌后離心分離，收集得到黃色沉淀；（2）將黃色沉淀轉入到反應器中，加入去離子水、有機酸溶液和聚乙二醇溶液；（3）再加入硝酸攪拌0.5?2小時；（4）將所得漿料轉移至高壓釜中，密閉后升溫至160?250℃連續反應8?20h；得單斜系三氧化鎢粉末。本發明得到了分散均勻的微納米級三氧化鎢晶體顆粒。所得三氧化鎢晶體顆粒具有優異的光催化性能。

技術領域：

本發明屬于三氧化鎢制備技術領域，具體為一種單斜系三氧化鎢的制備方法。

技術背景：

三氧化鎢為一種具有N型導電特征的半導體氧化物，因較適宜的禁帶寬度和較正的價帶電位，在光催化分解水過程中顯示出良好的性能。作為光催化分解水用催化劑，三氧化鎢的晶相組成、粒度及分散性對其性能有重要影響。大量實驗結果顯示，單斜系三氧化鎢較其它晶相的三氧化鎢具有更加優良的光催化性能。而三氧化鎢的粒度減小、結晶完整性提高都有利于其光催化劑活性的提高。同時，由于三氧化鎢的禁帶寬度較窄，單獨使用時，在沒有犧牲劑存在的情況下不能達到分解水的目的，將其與P型半導體氧化物，如CuCrO₂復合后即可光催化分解純水產生氫氣，降低三氧化鎢的粒度，改善其分散性也有利于其與P型半導體氧化物的復合。文獻中，很多情況下，制得的三氧化鎢前驅體需經600℃以上高溫處理來達到轉換晶型和提高樣品結晶完整性的目的，但高溫處理會改變晶體的形貌，并使得晶體顆粒的粒度增大，分散性變差。探索一種在較低溫度下直接合成結晶完整性較好，粒度細小且分散均勻的單斜系三氧化鎢意義重大。

發明內容：

本發明的目的是針對當前技術中存在的不足，提供一種單斜系三氧化鎢的制備方法。該方法以鎢酸鈉為原料，有機酸為晶體生長控制劑，硝酸為酸化劑水熱法制備WO₃，通過加入聚乙二醇使產品在溶液中均勻分散，在低于250℃的情況下便直接制得單斜系WO₃。本發明得到單斜系三氧化鎢為微納米級，粒度細小，分散均勻。

本發明的技術方案為：

一種單斜系三氧化鎢的制備方法，包括以下步驟：

(1)攪拌下，將硝酸加入到鎢酸鈉溶液中，攪拌0.5-2小時，離心分離，收集得到黃色沉淀；

其中，鎢酸鈉溶液的質量濃度為5％-20％，摩爾比NHO₃：鎢原子＝2～4：1；

(2)將步驟(1)中制得的黃色沉淀轉入到反應器中，加入去離子水，攪拌成漿狀；再在攪拌下向漿狀物中加入有機酸溶液，得混合漿料；

其中，摩爾比有機酸：鎢原子＝1～4：1；質量比去離子水：沉淀＝5～10：1，有機酸溶液的質量濃度為15-20％；

(3)將質量濃度為15-20％的聚乙二醇溶液加入到(2)所得混合漿料中；

其中，質量比聚乙二醇：鎢原子＝0.1～1：1；

(4)再將硝酸加入到(3)所得混合漿料中，繼續攪拌0.5-2小時；其中，摩爾比NHO₃：鎢原子＝4～10：1；

(5)將(4)所得漿料轉移至高壓釜中，密閉后升溫至160-250℃連續反應8-20h；反應結束后，將釜中物料進行離心分離，經洗滌、烘干、研磨后，得單斜系三氧化鎢粉末。

所述的聚乙二醇為聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000或聚乙二醇10000。

所述的有機酸為檸檬酸、左旋酒石酸、DL-蘋果酸、琥珀酸或草酸。

所述的步驟(1)和步驟(3)中的硝酸的質量百分濃度優選為63％。

本發明的有益效果為：