專利名稱：樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的制備方法，在一定溫度范圍內，采用反相膠束的微乳液為媒介，可在極短的反應時間內得到鎢酸鋇的樹枝狀晶體。屬于功能材料制備技術領域。
背景技術：
隨著納米制備技術的日益成熟，開發不同形貌、尺寸的納米材料，研究尺寸、形貌對材料性能的影響，已成為納米技術研究的主要方向之一。將傳統的無機發光材料制備成具有一定形貌的納米材料，利用納米效應，可以進一步提升發光材料的性能。白鎢礦結構的鎢酸鋇，具有優越的發光性能和良好的顯色、變色效應。可以作為光致發光或激光施主材料，有著廣泛的應用前景和潛在的市場開發價值。目前，制備鎢酸鹽納米材料的方法主要有固相法和液相法固相法包括球磨法、固相反應法，液相法包括聚合物配合法和反膠束微乳液法。在過去近二十年中，各種形狀的無機納米材料已經被成功合成，如納米線、納米管、納米帶、納米片和納米樹枝等。其中樹枝狀的納米晶體，由于其特殊的三維形狀對于研究晶體的生長機理以及開發特殊性能都具有十分重要的意義，而受到世界各國材料學家的重視。研究表明，在聚合物/納米復合材料中，納米增強粒子產生高度有序的各相異性結構，明顯提高材料機械性能。樹枝狀晶體可能有助于把其它物質彌散到復合材料中，或者把可控制的結構引入復合材料中。
目前得到的樹枝狀晶體主要包括金屬、半導體、氧化物、三元金屬鹽等，如銀、硫化鉛、硫化汞、氧化鐵、鉻酸鋇等。其制備方法包括氣相法、液相法等，但是大都存在著制備工藝復雜，反應時間長等缺點。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的制備方法，工藝簡單，成本低廉，能快速得到分布均勻的樹枝狀納米晶體。
為實現這一目的，本發明采用微乳液為媒介制備鎢酸鋇納米晶體。首先分別將等量的、相同濃度的鋇鹽水溶液和鎢酸鈉水溶液，按一定比例與正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)配制成透明的微乳液，在一定溫度范圍內，將兩種微乳液迅速混合后，繼續攪拌1分鐘，得到白色產物，即為樹枝狀鎢酸鋇的納米晶體。
本發明的方法包括以下具體步驟1、鋇離子微乳液的配制首先在錐形瓶中依次加入正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，然后在磁力攪拌下加入鋇鹽水溶液。攪拌三十分鐘，形成均相透明的鋇離子微乳液。其中CTAB的濃度為0.15～0.25mol·l-1，正丁醇與CTAB的摩爾比為3.47～4.52，鋇鹽水溶液中水的摩爾數與CTAB摩爾數之比為30～40，其余為正辛烷；鋇鹽水溶液濃度0.1～0.2mol·l-1。
2、鎢酸根離子微乳液的配制按照步驟1，以相同濃度、等體積的鎢酸鈉水溶液替代鋇鹽水溶液，其余成分與鋇離子微乳液組成相同，得到鎢酸根離子微乳液。
本發明所說的鋇鹽為氯化鋇、硝酸鋇。
3、樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的合成將上述獲得的鋇離子微乳液和鎢酸根離子微乳液，在20～35℃范圍內迅速混合，繼續攪拌1分鐘，得到乳白色混合液，離心分離，用去離子水和無水乙醇多次洗滌，60℃真空烘干6小時，即可獲得具有樹枝狀結構的鎢酸鋇納米晶體。
本發明所說的一定溫度范圍內為。
本發明的方法反應溫度低，反應時間短，只需1分鐘，操作步驟簡單，成本低，產率高、可重復性好。本發明采用了微乳液為媒介，使得樹枝狀納米晶體尺寸分布均勻，避免了反應初期大塊晶體的迅速生成。制備的樹枝狀晶體由一個主干，四排垂直于主干的短分支組成。
圖1為本發明實施例1所得到的樹枝狀鎢酸鋇晶體的X-射線衍射圖。(實施例1-2具有相同的X-射線衍射圖)。
圖2為本發明實施例1所得到的樹枝狀鎢酸鋇晶體的場發射掃描電鏡照片和透射電鏡照片。
圖3為本發明實施例2所得到的樹枝狀鎢酸鋇晶體的透射電鏡照片。
具體實施例方式
以下通過具體的實施例對本發明的技術方案作進一步描述。以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的范圍。
實施例11)在一個50ml錐形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，磁力攪拌下加入2ml的0.2mol·l-1氯化鋇水溶液。攪拌三十分鐘，形成均相透明的鋇離子微乳液。
2)在一個50ml錐形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，磁力攪拌下加入2ml的0.2mol·l-1鎢酸鈉水溶液。攪拌三十分鐘，形成均相透明的鎢酸根離子微乳液。
3)將上述兩種分別含有氯化鋇和鎢酸鈉的微乳液在25℃迅速混合，繼續攪拌1分鐘，反應結束。離心分離，用去離子水和無水乙醇多次洗滌，60℃真空烘干6小時，即可獲得樹枝狀鎢酸鋇納米晶體。
所得到的樹枝狀鎢酸鋇晶體的X-射線衍射圖如圖1。由圖1可見所制備的材料為四方晶型鎢酸鋇。圖2是得到樹枝狀鎢酸鋇晶體的場發射掃描電鏡照片和透射電鏡照片。由圖可見，該樹枝結構主干長3～6μm，分支長300～500nm。
實施例2
1)在一個50ml錐形瓶中依次加入13.18ml正辛烷、1.20ml正丁醇、1.3g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，磁力攪拌下加入2.26ml的0.15mol·l-1硝酸鋇水溶液。攪拌三十分鐘，形成均相透明的鋇離子微乳液。
2)在一個50ml錐形瓶中依次加入13.18ml正辛烷、1.20ml正丁醇、1.3g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，磁力攪拌下加入2.26ml的0.15mol·l-1鎢酸鈉水溶液。攪拌三十分鐘，形成均相透明的鎢酸根離子微乳液。
3)將上述兩種分別含有硝酸鋇和鎢酸鈉的微乳液在30℃迅速混合，繼續攪拌1分鐘，反應結束。離心分離，用去離子水和無水乙醇多次洗滌，60℃真空烘干6小時，即可獲得樹枝狀鎢酸鋇晶體。
圖3是所得到的樹枝狀鎢酸鋇晶體透射電鏡照片。由圖可見，該樹枝結構主干長3-10μm，分支長100-300nm。
權利要求
1.一種樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)配制鋇離子微乳液在錐形瓶中依次加入正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化銨，磁力攪拌下加入鋇鹽水溶液，攪拌三十分鐘，形成均相透明的鋇離子微乳液。其中十六烷基三甲基溴化銨的濃度為0.15～0.25mol·l-1，正丁醇與十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為3.47～4.52，鋇鹽水溶液中水的摩爾數與十六烷基三甲基溴化銨摩爾數之比為30～40，其余為正辛烷；鋇鹽水溶液濃度0.1～0.2mol·l-1；2)配制鎢酸根離子微乳液按照步驟1)，以相同濃度、等體積的鎢酸鈉水溶液替代鋇鹽水溶液，其余成分與鋇離子微乳液組成相同，得到鎢酸根離子微乳液；3)合成樹枝狀鎢酸鋇納米晶體將上述獲得的鋇離子微乳液和鎢酸根離子微乳液在20～35℃范圍內迅速混合，繼續攪拌1分鐘，反應結束。離心分離，用去離子水和無水乙醇洗滌，60℃真空烘干6小時，即獲得具有樹枝狀結構的鎢酸鋇納米晶體。
2.根據權利要求1的樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的制備方法，其特征在于所述的鋇鹽為氯化鋇或硝酸鋇。
全文摘要
本發明涉及一種樹枝狀鎢酸鋇納米晶體的制備方法，采用微乳液為媒介進行制備，首先分別將等量的、相同濃度的鋇鹽水溶液和鎢酸鈉水溶液，按一定比例與正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)配制成透明的微乳液，然后將兩種微乳液在一定溫度范圍內迅速混合，繼續攪拌1分鐘，反應結束，即可獲得樹枝狀鎢酸鋇的納米晶體。本發明操作步驟簡單，成本低，反應速度快，可用于大批量生產。得到的樹枝狀晶體為四分支結構，尺寸分布均勻。
文檔編號C01F11/00GK1923706SQ200610116019
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月14日 優先權日2006年9月14日
發明者鞏強, 錢雪峰 申請人:上海交通大學