專利名稱：一種空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO₃納米材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，過渡金屬氧化物，例如MoO3，W03，NiOx,和V2O5,因其特殊的光學、磁學和電學特征受到廣泛的關(guān)注。作為研究最深、應(yīng)用最廣的鑰化合物，三氧化鑰(MoO3)是一種重要的寬帶隙(3. 2 eV)n型半導(dǎo)體功能材料。MoO3具有層狀結(jié)構(gòu)和框架，存在著廣延的通道，可用作離子的流通渠道和嵌入位置。開放的MoO3晶體結(jié)構(gòu)和它的水化物都是H+、Li+及其他離子的良好離子注入主體。另外，MoO3薄膜在可見光區(qū)的良好的吸收能力和良好的 可逆變色性。這些優(yōu)良的特性使其在光致變色和電致變色、氣體傳感、鋰離子電池存儲以及場效應(yīng)裝置等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。目前，制備不同形貌的半導(dǎo)體金屬氧化物引起了人們的廣泛關(guān)注，如納米線，納米管，納米帶，納米花，納米纖維，納米球等形貌，這類材料具有較高的表面 體積比，比傳統(tǒng)的納米顆粒具有更加優(yōu)異的物理化學性能，表現(xiàn)出更加廣泛的應(yīng)用前景。不同形貌半導(dǎo)體的制備方法主要有化學氣相沉積、陽極氧化、電泳沉積等。然而這些方法常常需要較高的溫度、壓強使得過程難以控制，并不適合于大量的工業(yè)生產(chǎn)，并且最終產(chǎn)物的分散性，純度都不是很理想。而水熱法具有操作簡單、能耗低和產(chǎn)物均勻等特點被廣泛應(yīng)用于制備不同形貌納米半導(dǎo)體功能材料。然而，目前關(guān)于水熱法合成納米三氧化鑰的報道相對較少，如何通過水熱工藝的調(diào)節(jié)，可控制具備特殊形貌的三氧化鑰納米材料仍是目前納米合成技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料的制備方法，該方法簡單，成本低廉，反應(yīng)周期短,易產(chǎn)業(yè)化,所制備的空心微米籠狀MoO3納米材料有較大的表面積和較小的晶體尺寸，不易團聚，性能穩(wěn)定，具有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明所述空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料的制備方法，采用水熱法工藝，其方法是首先配制一定濃度的(NH4)6Mo7O24溶液，攪拌一定時間后再向其中添加一定量的K3PO4。待完全溶解后，用HNO3溶液來調(diào)節(jié)pH值。每次添加藥品后都需要攪拌一定時間。所得溶液經(jīng)過加熱、離心、洗滌、干燥、研磨后得到納米三氧化鑰材料。具體步驟如下
(1)配制O.02mol/L的(NH4) 6Mo7024，該溶液在磁力攪拌器攪拌10 20分鐘；然后添加O.1 O. 6克的K3PO4 (磷酸鉀)固體，再用磁力攪拌器攪拌30 60分鐘；
(2)向上述混合溶液中滴加HNO3溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為1-3，再用磁力攪拌器攪拌30 60分鐘；
(3)將步驟(2)所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱釜中，在160 200°C之間溫度范圍內(nèi)加熱18-24小時后隨爐冷卻。將所得溶液離心2-4分鐘，所得沉淀洗滌處理后，在60 80°C溫度范圍內(nèi)干燥20 30小時，再將其研磨成粉體，即可得到此空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料。本發(fā)明中，所制備的O. 02mol/L的(MM)6Mo7O24溶液，是指向無水乙醇中添加適量的去離子水，其體積比為去離子水乙醇=1:1 3，再向此溶劑中加入(NH4)6Μο7024 ·4Η20固體后所得。向上述混合溶液中滴加HNO3溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為I 3，用2. 2mol/L的HNO3溶液調(diào)節(jié)。沉淀洗滌處理是分別用去離子水、無水乙醇各清洗6 8次，以去除納米MoO3粉體中附著的離子和有機物。本發(fā)明的有益效果在于
I)本發(fā)明首次提出了空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料的制備方法，該方法工藝簡單，操 作安全，對環(huán)境不會造成污染，成本較低，應(yīng)用廣泛。2)本發(fā)明制備出的MoO3晶體具有獨特的空心微米籠結(jié)構(gòu)，具有較高的比表面積，而且晶體尺寸較小，不易團聚，性能穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明制備的納米三氧化鑰材料的X射線衍射 圖2為實施例1所制備的三氧化鑰納米材料的電鏡 圖3為實施例2所制備的三氧化鑰納米材料的電鏡 圖4為實施例3所制備的三氧化鑰納米材料的電鏡圖。
具體實施例方式下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。本實施例中的試劑
(NH4)6Mo7O24 · 4H20 固體，分析純；
H3PO4固體，分析純；
HNO4溶液，分析純；
無水乙醇，分析純；
去離子水；上述試劑均采用市售產(chǎn)品。實施例1:
(1)向50ml無水乙醇中添加50ml去離子水，攪拌均勻后加入1.24g的(NH4)6Mo7O24 · 4H20，用磁力攪拌器攪拌20分鐘后，得到O. 02mol/L的(NH4)6Mo7O24溶液。再向該溶液中加入O. 2g K3PO4的固體，用磁力攪拌器攪拌50分鐘；
(2)向步驟(I)所述的混合溶液中滴加2.2mol/L的HNO3溶液，調(diào)節(jié)pH至1. 5，再用磁力攪拌器攪拌30分鐘；
(3)將步驟(2)所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱釜中，在160°C水熱20小時內(nèi)后隨爐冷卻。再將所得溶液離心分離，得到的沉淀洗滌用去離子水、無水乙醇各洗滌處理6次，洗滌后的沉淀在60°C溫度干燥20小時，再將其研磨成粉體，即得到空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料。圖1a為實施例1所制得的三氧化鑰納米材料的X射線衍射圖，從圖譜可以看出制備的產(chǎn)物為正交的三氧化鑰，其晶格常數(shù)分別為a = O. 3963 nm, b = 1.3856 nm, c =O. 3697 nm,圖中各衍射峰與三氧化鑰的標準卡片(JCDPS No :35-0609)吻合；
圖2是所得樣品的電鏡掃描照片，從圖中可以清楚的看出所制備的三氧化鑰呈空心微米籠結(jié)構(gòu)。實施例2:
(1)向50ml無水乙醇中添加50ml去離子水，攪拌均勻后加入1.24g的(NH4)6Mo7O24 · 4H20，用磁力攪拌器 攪拌20分鐘后，得到O. 02mol/L的(NH4)6Mo7O24溶液。再向該溶液中加入O. 4g K3PO4的固體，用磁力攪拌器攪拌50分鐘；
(2)向步驟(I)所述的混合溶液中滴加2.2mol/L的HNO3溶液，調(diào)節(jié)pH至1. 5，再用磁力攪拌器攪拌30分鐘；
(3)將步驟(2)所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱釜中，在180°C水熱20小時內(nèi)后隨爐冷卻。再將所得溶液離心分離，得到的沉淀洗滌用去離子水、無水乙醇各洗滌處理6次，洗滌后的沉淀在60°C溫度干燥20小時，再將其研磨成粉體，即得空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料。圖1b為實施例2所得三氧化鑰納米材料的X射線衍射圖，從圖譜可以看出準備的產(chǎn)物結(jié)晶度非常的高，衍射峰對應(yīng)的是正交的三氧化鑰，其晶格常數(shù)分別為a = O. 3963nm, b =1. 3856 nm, c = O. 3697 nm,圖中各衍射峰與三氧化鑰的標準卡片(JCDPS No:35-0609)吻合，說明產(chǎn)物為純的三氧化鑰相；
圖3是所得樣品的電鏡掃描照片，從圖中可以清楚的看出所制備的三氧化鑰呈空心微米籠結(jié)構(gòu)。實施例3:
(1)向50ml無水乙醇中添加50ml去離子水，攪拌均勻后加入1.24g的(NH4)6Mo7O24 · 4H20，用磁力攪拌器攪拌20分鐘后，得到O. 02mol/L的(NH4)6Mo7O24溶液。再向該AHM溶液中加入O. 4g K3PO4的固體，用磁力攪拌器攪拌50分鐘；
(2)向步驟(I)所述的混合溶液中滴加2.2mol/L的HNO3溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至1. 5，再用磁力攪拌器攪拌30分鐘；
(3)將步驟(2)所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱釜中，在180°C水熱24小時內(nèi)后隨爐冷卻。再將所得溶液離心分離，得到的沉淀洗滌用去離子水、無水乙醇各洗滌處理6次，洗滌后的沉淀在60°C溫度干燥20小時，再將其研磨成粉體，即得空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料。圖1c為實施例3所制得的三氧化鑰納米材料的X射線衍射圖，從圖譜可以看出制備的產(chǎn)物為正交的三氧化鑰，其晶格常數(shù)分別為a = O. 3963 nm, b = 1.3856 nm, c =O. 3697 nm,圖中各衍射峰與三氧化鑰的標準卡片(JCDPS No =35-0609)吻合；
圖4是所得樣品的電鏡掃描照片，從圖中可以清楚的看出所制備的三氧化鑰呈空心微米籠結(jié)構(gòu)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料的制備方法，其特征在于有以下步驟1)配制O.02mol/L的(NH4) 6Mo7024溶液，攪拌10 20分鐘；然后添加O.1 O. 6克的 K3PO4固體，再攪拌30 60分鐘；2)向步驟I)所述混合溶液中滴加HNO3溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH為I 3，攪拌30 60 分鐘；3)將步驟2)所述溶液轉(zhuǎn)移到水熱釜中，在160 200°C溫度范圍內(nèi)加熱18-24小時后隨爐冷卻，所得溶液離心2-4分鐘，所得沉淀洗滌處理后，在60 80°C溫度下干燥20 30小時，再將其研磨成粉體，得到空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料制備方法，其特征在于，步驟 I)所述配制O. 02mol/L的(NH4)6Mo7024溶液的方法無水乙醇中添加去離子水，其體積比為去離子水乙醇=1:1 3，再加入(NH4) 6Μο7024 · 4H20固體，攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料制備方法，其特征在于步驟3)所述的沉淀洗滌處理，分別用去離子水、無水乙醇各清洗6 8次以去除納米MoO3粉體中附著的離子和有機物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空心微米籠結(jié)構(gòu)MoO3納米材料的制備方法，所述方法為，配制0.02mol/L的(NH4)6Mo7O24溶液，攪拌后再向其中0.1～0.6克的K3PO4。待完全溶解后，用HNO3溶液調(diào)節(jié)體系pH值到1～3。所得溶液經(jīng)過加熱、離心、洗滌、干燥、研磨即制備出MoO3納米材料。本發(fā)明所述空心微米籠狀MoO3納米材料的制備方法，工藝簡單，設(shè)備要求低，可操作性強，成本較低，可以大量合成，并且本發(fā)明制備的空心微米籠狀MoO3納米材料具有較大的表面積和較小的晶體尺寸，不易團聚，性能穩(wěn)定，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C01G39/02GK102992404SQ20121047476
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者賀瓊瑤, 曾文, 吳明玉, 茍中平, 苗斌 申請人:重慶大學