專利名稱：一種納米鉬酸汞化合物及其誘導(dǎo)控制合成生長方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米級汞化合物及其控制合成生長方法，更具體地說是一種納米
鉬酸汞化合物及其誘導(dǎo)控制合成生長方法。
背景技術(shù)：
黑鎢礦結(jié)構(gòu)的鉬酸鹽因其獨特的結(jié)構(gòu)、理化和閃爍特性而廣泛應(yīng)用于高能物理、 固態(tài)激光、光電裝置、生物、醫(yī)藥、涂料等行業(yè)。相對于體相鉬酸鹽，納米尺度的鉬酸鹽具有
更加豐富多變的理化性質(zhì)。其中鉬酸汞更由于cT軌道的參與而尤為特殊，然而低溶解度卻
使得其合成制備十分困難。迄今，僅有極少數(shù)的科學(xué)家們致力于鉬酸汞粉體和晶體材料的
制備及其性能研究。目前制備鉬酸汞粉體及其晶體材料的方法有高溫高壓反應(yīng)法和沉淀 法。高溫高壓法要求產(chǎn)物在高溫高壓環(huán)境下合成，對設(shè)備的要求較高，生產(chǎn)成本高，同時還 易產(chǎn)生有毒氣體。沉淀法通常是兩種鹽離子溶液在液相直接反應(yīng)獲得。該方法較前者操作 簡單，儀器設(shè)備簡便，這極大降低了生產(chǎn)成本，但因原料的一次性加入而使得產(chǎn)物的形貌和 尺寸(微米級)難以控制。上述兩種反應(yīng)方法不同程度都存在產(chǎn)物形貌和尺寸難以控制等 問題，難以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。到目前為止，尚未見到有關(guān)鉬酸汞納米材料制備方法的研究報 道，更不用提其控制生長過程了。因此開發(fā)一種簡單易行、成本低廉、綠色環(huán)保、反應(yīng)條件溫 和、能規(guī)模生產(chǎn)納米級鉬酸汞制品及控制生長方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡單易行、成本低廉、綠色環(huán)保、反應(yīng)條件
溫和、可規(guī)模化生產(chǎn)的納米級鉬酸汞化合物及其誘導(dǎo)控制合成生長方法。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案 —種納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，包括下列步驟 (1)、分別移取0 6體積的醇類溶劑和1體積的汞鹽溶液，隨后將其置于超聲反
應(yīng)器中進(jìn)行超聲處理。與此同時，逐滴加入1體積與汞鹽溶液等摩爾濃度的鉬源溶液。滴
加結(jié)束后，進(jìn)一步于超聲功率200W下處理30min，再將其轉(zhuǎn)移至含有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不
銹鋼反應(yīng)釜中，并確保反應(yīng)液的體積為反應(yīng)釜容積的三分之二。反應(yīng)釜密封后放入120
24(TC的電熱恒溫烘箱中，加熱0. 5 20h后關(guān)閉烘箱，待其冷至室溫后取出； 汞鹽選自HgCl2或Hg (N03) 2其中的一種； 汞鹽溶液分別為濃度為0. 05 0. 25mol/L的HgCl2或Hg (N03) 2的水溶液；
鉬源選自Na2Mo04、 K2Mo04或H2Mo04其中的一種；鉬源溶液分別為濃度0. 05 0. 25mol/L的Na2Mo04、 K2Mo04或H2Mo04的水溶液；
醇類溶劑選自無水乙醇、聚乙烯醇或甲醇其中的一種； (2)、將反應(yīng)釜中的上層清液吸出，所收集的下層白色沉淀物依次用丙酮、水和無
水乙醇分別洗滌三次，得到終產(chǎn)物納米鉬酸汞化合物。 將上述得到終產(chǎn)物納米鉬酸滎化合物材料保存于無水乙醇中。
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通過本發(fā)明的一種納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，最終得到一種納 米級鉬酸汞化合物。 在上述的一種納米鉬酸汞合成的誘導(dǎo)控制合成生長方法的步驟(1)所述汞鹽和 鉬源中引入乙醇、聚乙烯醇、甲醇等多種醇類溶劑，均可誘導(dǎo)合成不同形貌的終產(chǎn)物納米鉬 酸汞，如花球狀、紡錘狀、蝴蝶結(jié)狀或海藻狀。且產(chǎn)物的熒光峰藍(lán)移程度增大。
發(fā)明的有益效果 本發(fā)明是一種將水熱和溶劑熱體系相結(jié)合的納米材料制備方法，其中水熱法和溶
劑熱法都是有效的納米材料合成方法，與溶膠凝膠法、微乳法等其它濕化學(xué)方法的主要區(qū)
別在于溫度和壓力。水熱法或溶劑熱法，是指在特制的密閉反應(yīng)器中，分別采用水溶液或有
機(jī)溶劑作為反應(yīng)體系，通過加熱使反應(yīng)體系產(chǎn)生一個中溫(100 600°C )、高壓的環(huán)境而進(jìn)
行無機(jī)合成與材料制備的一種有效方法。本反應(yīng)體系中，單純的水熱體系僅可控制合成較
大尺寸的不規(guī)則形狀的終產(chǎn)物，但終無法達(dá)到納米級尺度，更不用提其控制生長過程。本發(fā)
明將水熱體系和溶劑熱體系相結(jié)合，選擇汞鹽與鉬源在密閉容器中反應(yīng)，通過引入醇類溶
劑制備納米鉬酸汞，并實現(xiàn)其控制生長。在該反應(yīng)體系中，可通過控制醇類溶劑的種類和濃
度、反應(yīng)溫度和時間等來調(diào)控產(chǎn)物尺寸和形貌及晶體結(jié)晶度。 本發(fā)明具有如下的優(yōu)點 1、由于本發(fā)明只需調(diào)整混合溶劑的種類和比例、反應(yīng)物的種類和濃度、反應(yīng)溫度 和時間等，即可合成產(chǎn)率高達(dá)90%的納米HgMo04。 2 、由于本發(fā)明系醇_水混合溶劑熱合成體系，利用不同混合溶劑對密閉反應(yīng)體系 中產(chǎn)物形貌的誘導(dǎo)控制，獲得多種具有良好形貌的納米HgMo04，為納米材料的制備及控制 生長技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。 3、本發(fā)明制備的產(chǎn)物具有良好的光、電等性能吸收峰藍(lán)移、熒光增強(qiáng)。 4、本發(fā)明原料來源廣泛、方法簡單易行、產(chǎn)品的純度高，且形貌和結(jié)構(gòu)易控，易于
工業(yè)化，為納米材料的制備及控制生長提供了新的途徑。


圖1是實施例1產(chǎn)物的X射線粉末衍射(XRD)圖；
圖2是實施例1產(chǎn)物的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；
圖3是實施例1產(chǎn)物的熒光發(fā)射光譜圖；
圖4是實施例1產(chǎn)物的紫外_吸收光譜圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實施例1 (1)分別移取2體積的無水乙醇和1體積的濃度為0. 15mol/L的氯化汞溶液，隨后 將其置于超聲反應(yīng)器中進(jìn)行超聲處理。與此同時，逐滴加入1體積O. 15mol/L鉬酸鈉溶液。 滴加結(jié)束后進(jìn)一步于超聲功率200W下處理30min，再將其轉(zhuǎn)移至含有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不 銹鋼反應(yīng)釜中，并確保反應(yīng)液的體積為反應(yīng)釜容積的三分之二。反應(yīng)釜密封后放入16(TC的 電熱恒溫烘箱中，加熱4h后關(guān)閉烘箱，待其冷至室溫后取出；
(2)將反應(yīng)釜中的上層清液用膠頭滴管吸出，所收集的下層白色沉淀物依次用丙
酮、水和無水乙醇分別洗滌三次，即可獲得本發(fā)明的產(chǎn)品納米鉬酸汞化合物。 將本發(fā)明獲得的產(chǎn)品納米鉬酸汞化合物保存于無水乙醇中，分別用XRD和SEM對
產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征。 從圖1中可見，與標(biāo)準(zhǔn)的JCPDS卡片相對照，XRD結(jié)果確認(rèn)產(chǎn)物純凈。 從圖2中可見，SEM表明產(chǎn)物為由許多尺寸均一的納米棒(長130nm、寬550nm)形
成的花狀球形結(jié)構(gòu)。 從圖3中可見，熒光光譜分析結(jié)果表明，產(chǎn)物具有光致發(fā)光性能。 從圖4中可見，紫外-可見光譜分析結(jié)果表明，產(chǎn)物的最大吸收帶同常規(guī)材料相
比，出現(xiàn)較大范圍的"藍(lán)移"，表現(xiàn)出明顯的量子尺寸效應(yīng)。
實施例2 選取4體積的無水乙醇，其他條件和步驟與實施例1完全相同，得到的產(chǎn)物為由許 多尺寸均一的納米棒(長100nm、寬450nm)形成的花狀球形結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的晶系與實施例1相 同。產(chǎn)物純度高，結(jié)晶度及光學(xué)性能良好。
實施例3 選取6體積的無水乙醇，其他條件和步驟與實施例1完全相同，所得產(chǎn)物為由許多 尺寸均一的納米棒(長80nm、寬390nm)形成的花狀球形結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的晶系與實施例1相同。 產(chǎn)物純度高，結(jié)晶度及光學(xué)性能良好。與實施例1相比，熒光峰的藍(lán)移程度較大。
實施例4 選取0體積的無水乙醇，其他條件和步驟與實施例1完全相同，所得HgMo04為由 長900nm、寬180nm的納米棒形成的不規(guī)則紡錘狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的晶系與實施例1相同。
實施例5 將濃度為0. 15mol/L的氯化汞改為濃度為0. 25mol/L的硝酸汞，濃度為0. 15mo1/ L的鉬酸鈉改為濃度為0. 25mol/L的鉬酸鉀，水熱條件改為12(TC加熱0. 5h，其他條件和步 驟與實施例1完全相同，產(chǎn)物為長400nm、寬80nm的不規(guī)則納米棒形成的花狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的 晶系與實施例l相同。產(chǎn)物純度及結(jié)晶度高。與實施例l相比，其熒光峰位置出現(xiàn)明顯的 藍(lán)移。 實施例6 將無水乙醇改為聚乙烯醇，其他條件和步驟與實施例1完全相同，所得產(chǎn)物為規(guī) 整的蝴蝶結(jié)狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的晶系與實施例l相同。產(chǎn)物純度高，結(jié)晶度及光學(xué)性能良好。與 實施例1相比，其熒光峰位置相對于常規(guī)材料出現(xiàn)明顯的藍(lán)移。
實施例7 將無水乙醇改為甲醇，氯化汞溶液濃度由0. 15mol/L改為0. 05mol/L，濃度為 0. 15mol/L的鉬酸鈉改為濃度為0. 05mol/L的鉬酸，步驟(1)中的水熱條件改為20(TC加熱 10h，其他條件和步驟與實施例1完全相同，產(chǎn)物呈海藻狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的晶系與實施例1相 同。產(chǎn)物純度高，結(jié)晶度及光學(xué)性能良好。
實施例8 選取0體積的無水乙醇，步驟(1)中的水熱條件改為24(TC加熱20h，其他條件和 步驟與實施例1完全相同，所得HgMo04為由長120nm、寬300nm的納米棒形成的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的晶系與實施例l相同。 以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任 何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于包括下列步驟(1)、分別移取0～6體積的醇類溶劑和1體積的汞鹽溶液，隨后將其置于超聲反應(yīng)器中進(jìn)行超聲處理，與此同時，逐滴加入1體積與汞鹽溶液等摩爾濃度的鉬源溶液，滴加結(jié)束后進(jìn)一步于超聲功率200W下處理30min，再將其轉(zhuǎn)移至含有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并確保反應(yīng)液的體積為反應(yīng)釜容積的三分之二，反應(yīng)釜密封后放入120～240℃的電熱恒溫烘箱中，加熱0.5～20h后關(guān)閉烘箱，待其冷至室溫后取出；汞鹽選自HgCl2或Hg(NO3)2其中的一種；汞鹽溶液分別為濃度為0.05～0.25mol/L的HgCl2或Hg(NO3)2的水溶液；鉬源選自Na2MoO4、K2MoO4或H2MoO4其中的一種；鉬源溶液分別為濃度為0.05～0.25mol/L的Na2MoO4、K2MoO4或H2MoO4的水溶液；醇類溶劑選自無水乙醇、聚乙烯醇或甲醇其中的一種；(2)、將反應(yīng)釜中的上層清液吸出，所收集的下層白色沉淀物依次用丙酮、水和無水乙醇分別洗滌三次，得到終產(chǎn)物納米鉬酸汞。
2. 如權(quán)利要求1所述的納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于在步驟(1)所述汞鹽和鉬源的水熱合成體系中引入無水乙醇。
3. 如權(quán)利要求2所述的納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于所得的終產(chǎn)物納米鉬酸汞為花球狀。
4. 如權(quán)利要求1所述的納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征是在步驟(1)所述汞鹽和鉬源的水熱合成體系中引入聚乙烯醇。
5. 如權(quán)利要求4所述的納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于所得的終產(chǎn)物納米鉬酸汞為蝴蝶結(jié)狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于在步驟(1)所述汞鹽和鉬源的水熱合成體系中引入甲醇。
7. 如權(quán)利要求6所述的納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于所得的終產(chǎn)物納米鉬酸汞為海藻狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述納米鉬酸汞化合物的誘導(dǎo)控制合成生長方法，其特征在于所得的產(chǎn)物是納米級鉬酸汞化合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米鉬酸汞化合物及其誘導(dǎo)控制合成生長方法。即分別移取0～6體積的醇類溶劑和1體積的汞鹽溶液，超聲處理的同時，逐滴加入1體積與汞鹽溶液等摩爾濃度的鉬源溶液。滴加結(jié)束后進(jìn)一步于超聲功率200W下處理30min，再將其轉(zhuǎn)移至含有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并確保反應(yīng)液的體積為反應(yīng)釜容積的三分之二。密封后放入120～240℃的烘箱中，加熱0.5～20h后關(guān)閉烘箱。冷至室溫后取出。移去上層清液，下層沉淀產(chǎn)物依次用蒸餾水、丙酮、無水乙醇洗滌，即得產(chǎn)物納米級鉬酸汞化合物。本發(fā)明原料來源廣泛、方法簡單易行、產(chǎn)品純度高、后處理方便、形貌和結(jié)構(gòu)易控，易于規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號B82B3/00GK101717121SQ20091020102
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者付斌, 廖圣云, 張英強(qiáng), 竇仁美, 賈潤萍 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院