[發明專利]一種雜多藍及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110552230.9
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN115367803B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 傅俊衡;崔云濤;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C01G41/00
• 分類號: C01G41/00;C30B29/22;C30B7/14;C30B28/04;G01N21/80
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 喬鳳杰

本發明涉及無機氧化物材料制備領域，特別涉及到雜多藍的制備及其應用，本發明的方法包括如下步驟：1)將偏鎢酸銨粉末溶解于酸度值不低于0.1mol/L的水溶液中；2)向溶液中添加鎵基液態金屬進行反應。本發明的制備方法制備工藝簡單，得到的鎢基雜多藍型成分均勻，可大量生產。而且本發明制備環境為室溫，無需任何氣氛和高溫即可實現雜多藍材料的合成，完全避免真空或密封容量的使用。

技術領域

本發明涉及無機氧化物材料制備領域，特別涉及到雜多藍的制備及其應用。

背景技術

鎢基雜多藍是一類重要的無機團簇化合物，此類化合物中鎢離子以W₆⁺、W₅⁺或W₄⁺等混合價態存在從而使化合物整體電荷平衡。豐富的晶體結構、隧道結構和這種特殊的價態使其具有優異的性能，如電子和離子導電性、超導性、光學性能等，其在電致變色，水系電池、近紅外吸收和化學傳感器等方面的應用引起廣泛的研究興趣和潛在的應用場景。

現有的鎢基雜多藍的制備方法多采用化學還原法或水熱法，從含W₆⁺的鹽溶液中水熱合成得到鎢基雜多藍，這種方法制備的雜多藍組成不可控，含有反應前驅體。而且水熱合成法合成的量有限，反應條件苛刻，例如反應過程需要高溫高壓條件，耗時長，耗能大且重復性差。因此，急需一種廉價，可靠，穩定的合成鎢基雜多藍的產業化合成方法。

發明內容

本發明提供一種雜多藍的制備方法，包括如下步驟：

1)將偏鎢酸銨粉末溶解于酸度值不低于0.1mol/L的水溶液中；

2)向溶液中添加鎵基液態金屬進行反應。

本發明發現，鎵基液態金屬可以大大促進反應原料間的傳質過程與反應活性，從而使雜多藍型材料的合成溫度顯著降低，而且鎵基金屬方便從反應后的體系中分離。

優選的，所述步驟2)反應完畢后將反應后得到的溶液進行干燥處理，即得所述雜多藍。

優選的，通過真空干燥或冷凍干燥對反應后得到的溶液進行干燥處理。其中，真空干燥或冷凍干燥可減少或避免生成的雜多藍粉末再次被還原和保持結構的完整。

進一步優選的，所述真空干燥的溫度為20～80℃，時間為5～72h。

優選的，所述步驟2)反應完畢后先將未反應的鎵基液態金屬通過過濾去除，然后對反應后得到的溶液進行干燥處理。由于液態金屬與水的表面張力存在非常大的差別，本發明反應完畢后可直接將過量的液態金屬通過過濾去除，操作方便。

優選的，所述步驟2)在反應的過程中控制反應溶液的溫度使所述鎵基液態金屬呈液態。

優選的，所述反應的溫度為20～40℃。

優選的，所述鎵基液態金屬中金屬鎵的質量百分數為68.5～75.5％，優選的，所述鎵基液態金屬為鎵銦合金或鎵銦錫合金。

優選的，所述偏鎢酸銨粉末與所述鎵基液態金屬的質量比為1：0.2～1。

本發明所述的酸包括但不限于鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸、乙酸，檸檬酸中的一種或多種，優選為鹽酸或硫酸。其中，酸濃度值不低于0.1。

本發明所述酸與所述偏鎢酸銨粉末的質量比為20:1～2:1，進一步優選為20:1～10:1。

本發明另一方面保護本發明所述方法制備得到的雜多藍。

本發明另一方面保護本發明所述的雜多藍在制備變色紙和酸性傳感器中的應用。

本發明具有如下有益效果：