本發(fā)明屬于鎢冶金,具體為一種絨球狀納米鎢酸及其制備方法和應用。
背景技術:
1、納米鎢酸(h2wo4)作為一種納米級無機材料,因其高比表面積、優(yōu)異的光電性能、催化活性以及化學和熱穩(wěn)定性,在多個領域展現(xiàn)出廣闊的應用潛力。在催化領域,它被用于光催化降解污染物和水分解制氫;在能源存儲中,作為超級電容器和鋰/鈉電池的電極材料可提升效率;其靈敏的氣體傳感能力和抗菌特性也使其在傳感器、環(huán)保及生物醫(yī)學領域備受關注。
2、然而,納米鎢酸的規(guī)模化制備仍面臨諸多挑戰(zhàn):傳統(tǒng)方法如水熱法和溶膠-凝膠法雖能控制形貌和純度,但成本高、工藝復雜、顆粒均勻性差、團聚嚴重;化學沉淀法雖簡單廉價,卻難以避免雜質(zhì)殘留。此外,納米材料的環(huán)境毒性、長期穩(wěn)定性及大規(guī)模生產(chǎn)中的均勻性控制問題仍需進一步研究。隨著近年來納米材料應用領域的技術進步與更新迭代,對納米材料的性能要求也越來越高,所以開發(fā)出高純度、高比表面積、均勻性好的納米鎢酸至關重要。
技術實現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術存在的問題,本發(fā)明的主要目的是提出一種絨球狀納米鎢酸及其制備方法和應用。
2、根據(jù)本發(fā)明的一個方面,本發(fā)明提供了如下技術方案:
3、一種絨球狀納米鎢酸的制備方法,包括如下步驟:
4、s1、向容器中加入鹽酸,加入過程持續(xù)攪拌并使容器內(nèi)溫度穩(wěn)定;
5、s2、向容器中滴入2~5ml鎢酸銨溶液b,加入過程持續(xù)攪拌并使容器內(nèi)溫度穩(wěn)定;
6、s3、向容器中加入0.6~1.0l鎢酸銨溶液a,加入過程持續(xù)攪拌并使容器內(nèi)溫度穩(wěn)定;步驟s1中加入的鹽酸的量為按鎢酸銨溶液a中鎢酸根濃度取制備鎢酸所需鹽酸理論量的1.5~2.0倍;
7、s4、重復步驟s1、s3;
8、s5、將制得的鎢酸過濾并用鹽酸洗滌后干燥,得到絨球狀納米鎢酸。
9、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,本發(fā)明提供了如下技術方案:
10、一種絨球狀納米鎢酸,采用上述的絨球狀納米鎢酸的制備方法制備得到,所述絨球狀納米鎢酸晶粒均勻性好且呈絨球狀,具備多孔特性,比表面積≥80m2/g。
11、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,本發(fā)明提供了如下技術方案:
12、所述絨球狀納米鎢酸在光催化降解有機污染物中的應用。
13、本發(fā)明的有益效果如下:
14、本發(fā)明提出一種絨球狀納米鎢酸及其制備方法和應用,采用預先制備晶種以及分段加料的方式,制備出高比表面均勻的納米鎢酸。交替添加鹽酸與鎢酸銨溶液a能夠使反應體系中鹽酸的濃度始終保持在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi),能夠控制反應速率和溶液溶質(zhì)濃度,使形成的鎢酸粒徑更均勻。所制鎢酸晶粒均勻性好且呈絨球狀,具備多孔特性,比表面積≥80m2/g。
1.一種絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s1-s3中,容器內(nèi)溫度為80~110℃,攪拌速度為100~400r/min。
3.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s1中,鹽酸的濃度為16~22wt%。
4.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s2中,以wo3計,鎢酸銨溶液b的濃度為220~250g/l;所述步驟s3中,以wo3計,鎢酸銨溶液a的濃度為220~250g/l。
5.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s2中,向容器中滴入2~5ml鎢酸銨溶液b后攪拌8~12min,再進行步驟s3;鎢酸銨溶液b的滴入速度為20~30ml/min。
6.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s3中,鎢酸銨溶液a的加入速度為40~80ml/min;鎢酸銨溶液a加入完成后攪拌10~30min再進行步驟s4。
7.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s4中,重復4~8次后進行步驟s5。
8.根據(jù)權利要求1所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法,其特征在于,所述步驟s5中,鹽酸的濃度為3wt%,洗滌2~4次,干燥溫度為100~120℃。
9.一種絨球狀納米鎢酸,其特征在于,采用權利要求1-8任一項所述的絨球狀納米鎢酸的制備方法制備得到,所述絨球狀納米鎢酸晶粒均勻性好且呈絨球狀,具備多孔特性,比表面積≥80m2/g。
10.一種權利要求9所述的絨球狀納米鎢酸在光催化降解有機污染物中的應用。