一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，以鎢酸鈉和硫酸鋅為原料，以蒸餾水為溶劑，冰醋酸作為絡(luò)合劑，HCl或NaOH調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液pH值，水熱合成具有發(fā)光性能的鎢酸鋅納米線。納米線的長(zhǎng)度為700~800nm、直徑為30nm左右。在291nm波長(zhǎng)激發(fā)下，鎢酸鋅納米線產(chǎn)生位于400~550nm之間較強(qiáng)的發(fā)射峰，最強(qiáng)峰值位于457nm附近，是較好紫外光到可見光的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
【專利說明】一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機(jī)功能微納米材料制備領(lǐng)域，主要涉及鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的水熱合成方法，特別是涉及一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鎢酸鹽納米晶是一類重要的無機(jī)材料，在閃爍材料、光導(dǎo)纖維、光致發(fā)光物質(zhì)、催化劑和緩蝕劑等方面具有良好的應(yīng)用前景。微波水熱法合成的發(fā)光性能較好鎢酸鋅的形貌多為納米棒，目前報(bào)道的[反應(yīng)條件對(duì)ZnWO4納米棒的形貌和光致發(fā)光性能的影響，物理化學(xué)學(xué)報(bào)[J]，2007，23(7): 1123-1126]和[一種ZnWO4納米棒光催化材料的制備方法CN: 201210458736.4]分別在pH值為5、和pH值為6~8時(shí)所合成的鎢酸鋅納米棒長(zhǎng)度分別為20(T400 nm和50 nm。水熱法因條件溫和、操作簡(jiǎn)單，組成以及純度可控等優(yōu)點(diǎn)，是人們廣泛用于合成鎢酸鋅微納米晶的重要方法之一。在鎢酸鋅納米材料的水熱合成中，前驅(qū)體溶液PH值對(duì)其形貌、尺寸和微結(jié)構(gòu)有重要的影響，進(jìn)而影響鎢酸鋅微納米晶的光致發(fā)光性倉泛。
[0003]文獻(xiàn)在pH值小于9制得的鎢酸鋅納米棒長(zhǎng)度長(zhǎng)徑比較小，291 nm波長(zhǎng)激發(fā)下，在400~550 nm發(fā)射峰強(qiáng)度較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:
本發(fā)明提出了一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，其目的是為了解決現(xiàn)有水熱法合成鎢酸鋅微微納米晶的發(fā)光強(qiáng)度較低的問題。
[0005]技術(shù)方案:
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)施的:
一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，其特征在于:步驟如下:Cl)室溫下，將0.1 mol/L硫酸鋅溶液與冰醋酸按照物質(zhì)的量比為1:廣1:2的比例混
合；
(2)室溫下，攪拌，將上述混合液逐滴加入到與0.1 mol/L硫酸鋅溶液體積相同的
0.45~0.55 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為9~11不變，持續(xù)攪拌，獲得前驅(qū)體溶液；
(3)將步驟(2)所述前驅(qū)體溶液移入水熱反應(yīng)釜中，填充度為80%，1800C水熱24 h ；
(4)水熱反應(yīng)釜冷卻至室溫，得到的沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌3次，再于600C烘干，即得到鎢酸鋅納米線。
[0006]持續(xù)攪拌40 min，獲得前驅(qū)體溶液。
[0007]鎢酸鋅納米線的長(zhǎng)度為700~800 nm，直徑為25~35 nm。
[0008]優(yōu)點(diǎn)和效果:本發(fā)明提供一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(O反應(yīng)體系中引入絡(luò)合劑冰醋酸，其能夠調(diào)控鎢酸鋅微納米材料的有序生長(zhǎng)；
(2)水熱法條件溫和、操作簡(jiǎn)單、組成以及純度可控等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色化學(xué)的新思路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為合成樣品的X射線衍射分析圖；
圖2為鎢酸鋅納米線掃描電子顯微鏡(SEM)圖；
圖3為鎢酸鋅納米線的熒光光譜圖。
【具體實(shí)施方式】[0010]本發(fā)明采用簡(jiǎn)單水熱方法，以冰醋酸作為絡(luò)合劑，通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液的pH值為9~11制備出長(zhǎng)度為700~800 nm，直徑為30 nm左右，291 nm波長(zhǎng)激發(fā)下，在400~550 nm有較強(qiáng)的發(fā)射峰的ZnWO4納米線，并且發(fā)光性能優(yōu)良，是較好紫外光到可見光的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明:
本發(fā)明提供一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，以鎢酸鈉和硫酸鋅為原料，以蒸餾水作為溶劑，冰醋酸作為絡(luò)合劑，2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液pH值為9~11，180 0C水熱24 h合成具有發(fā)光性能的鎢酸鋅納米線；具體步驟如下:
Cl)室溫下，將0.1 mol/L硫酸鋅溶液與冰醋酸按照物質(zhì)的量比為1:廣1:2的比例混
合；
(2)室溫下，攪拌，將上述混合液逐滴加入到與0.1 mol/L硫酸鋅溶液體積相同的
0.45~0.55 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為9~11不變，持續(xù)攪拌40 min，獲得前驅(qū)體溶液；
(3)將步驟(2)所述前驅(qū)體溶液移入水熱反應(yīng)釜中，填充度為80%，1800C水熱24 h ；
(4)水熱反應(yīng)釜冷卻至室溫，得到的沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌3次，再于600C烘干，即得到鎢酸鋅納米線。
[0012]得到的鎢酸鋅納米線，經(jīng)X射線衍射分析表明所得產(chǎn)物的物相為ZnWO4,具有形貌規(guī)整，結(jié)晶度高等特點(diǎn)，經(jīng)掃描電子顯微鏡測(cè)定鎢酸鋅納米線的長(zhǎng)度為70(T800 nm，直徑為30nm 左右(25~35 nm)。
[0013]在291 nm波長(zhǎng)激發(fā)下，鎢酸鋅納米線產(chǎn)生位于400~550 nm之間較強(qiáng)的發(fā)射峰，最強(qiáng)峰值位于457 nm附近，是較好紫外光到可見光的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0014]實(shí)施例1
鎢酸鋅納米線制備方法及結(jié)構(gòu)表征
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.1200 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1:1的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.45 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為9不變，持續(xù)攪拌40 min,獲得前驅(qū)體溶液；將上述前驅(qū)體溶液移入水熱反應(yīng)釜中，填充度為80%，180 °C水熱24 h。水熱反應(yīng)釜冷卻至室溫，得到的沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌3次，再于60 0C烘干，即得到鎢酸鋅納米線。
[0015] 經(jīng)X射線衍射分析表明所得產(chǎn)物的物相為ZnWO4，其具有形貌規(guī)整，結(jié)晶度高等特點(diǎn)，納米線的長(zhǎng)度為700~800 nm、直徑為30 nm左右(25~35 nm)。在291 nm波長(zhǎng)光激發(fā)下，納米線產(chǎn)生位于40(T550 nm之間的較強(qiáng)發(fā)射峰，最強(qiáng)峰值位于457 nm附近，是較好紫外光到可見光的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0016]實(shí)施例2
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.1800 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1: 1.5的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.50 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為9不變，其他條件同實(shí)施例1o
[0017]實(shí)施例3
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.2400 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1:2的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.55 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl調(diào)節(jié)溶液pH值為9不變，其他條件同實(shí)施例1。
[0018]實(shí)施例4
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.1200 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1:1的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.45 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為10不變，其他條件同實(shí)施例1。
[0019]實(shí)施例5
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.1200 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1:1的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.50 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5mol/L稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為11不變，其他條件同實(shí)施例1。
[0020]實(shí)施例6
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.1800 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1: 1.5的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.55 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為10不變，其他條件同實(shí)施例1。
[0021]實(shí)施例7
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.1800 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1: 1.5的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20mL的0.45 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5mol/L稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為11不變，其他條件同實(shí)施例1。
[0022]實(shí)施例8
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.2400 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1:2的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.50 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為10不變，其他條件同實(shí)施例1。
[0023]實(shí)施例9
將20 mL 0.1 mol/L硫酸鋅溶液與0.2400 g冰醋酸混合，得到硫酸鋅與冰醋酸物質(zhì)的量比為1:2的混合液；室溫下攪拌，將上述混合液逐滴加入到20 mL的0.55 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為11不變，其他條件同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，其特征在于:步驟如下: Cl)室溫下，將0.1 mol/L硫酸鋅溶液與冰醋酸按照物質(zhì)的量比為1:廣1:2的比例混合；(2)室溫下，攪拌，將上述混合液逐滴加入到與0.1 mol/L硫酸鋅溶液體積相同的0.45~0.55 mol/L的鎢酸鈉溶液中，并用2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為9~11不變，持續(xù)攪拌，獲得前驅(qū)體溶液；(3)將步驟(2)所述前驅(qū)體溶液移入水熱反應(yīng)釜中，填充度為80%，1800C水熱24 h ； (4)水熱反應(yīng)釜冷卻至室溫，得到的沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌3次，再于600C烘干，即得到鎢酸鋅納米線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，其特征在于:持續(xù)攪拌40 min,獲得前驅(qū)體溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發(fā)光材料的方法，其特征在于:鎢酸鋅納米線的長(zhǎng) 度為700~800 nm，直徑為25~35 nm。
【文檔編號(hào)】B82Y30/00GK103911150SQ201410098375
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】劉連利, 王繪, 劉玉靜, 孫彤, 王秀麗 申請(qǐng)人:渤海大學(xué)