一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，以鎢酸鈉和硫酸鋅為原料，以蒸餾水為溶劑，冰醋酸作為絡合劑，HCl或NaOH調節前驅體溶液pH值，水熱合成具有發光性能的鎢酸鋅納米線。納米線的長度為700~800nm、直徑為30nm左右。在291nm波長激發下，鎢酸鋅納米線產生位于400~550nm之間較強的發射峰，最強峰值位于457nm附近，是較好紫外光到可見光的下轉換發光材料。
【專利說明】一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于無機功能微納米材料制備領域，主要涉及鎢酸鋅納米線發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光材料的方法。
【背景技術】
[0002]金屬鎢酸鹽納米晶是一類重要的無機材料，在閃爍材料、光導纖維、光致發光物質、催化劑和緩蝕劑等方面具有良好的應用前景。微波水熱法合成的發光性能較好鎢酸鋅的形貌多為納米棒，目前報道的[反應條件對ZnWO4納米棒的形貌和光致發光性能的影響，物理化學學報[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時所合成的鎢酸鋅納米棒長度分別為20(T400 nm和50 nm。水熱法因條件溫和、操作簡單，組成以及純度可控等優點，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，前驅體溶液PH值對其形貌、尺寸和微結構有重要的影響，進而影響鎢酸鋅微納米晶的光致發光性倉泛。
[0003]文獻在pH值小于9制得的鎢酸鋅納米棒長度長徑比較小，291 nm波長激發下，在400~550 nm發射峰強度較弱。
【發明內容】
[0004]發明目的:
本發明提出了一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，其目的是為了解決現有水熱法合成鎢酸鋅微微納米晶的發光強度較低的問題。
[0005]技術方案:
本發明是通過以下技術方案實施的:
一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，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調節溶液pH值為9~11不變，持續攪拌，獲得前驅體溶液；
(3)將步驟(2)所述前驅體溶液移入水熱反應釜中，填充度為80%，1800C水熱24 h ；
(4)水熱反應釜冷卻至室溫，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]持續攪拌40 min，獲得前驅體溶液。
[0007]鎢酸鋅納米線的長度為700~800 nm，直徑為25~35 nm。
[0008]優點和效果:本發明提供一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，具有如下優點和有益效果:
(O反應體系中引入絡合劑冰醋酸，其能夠調控鎢酸鋅微納米材料的有序生長；
(2)水熱法條件溫和、操作簡單、組成以及純度可控等優點，符合綠色化學的新思路。
【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。
【具體實施方式】[0010]本發明采用簡單水熱方法，以冰醋酸作為絡合劑，通過調節前驅體溶液的pH值為9~11制備出長度為700~800 nm，直徑為30 nm左右，291 nm波長激發下，在400~550 nm有較強的發射峰的ZnWO4納米線，并且發光性能優良，是較好紫外光到可見光的下轉換發光材料。
[0011]下面結合具體實施例對本發明進行具體說明:
本發明提供一種基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，以鎢酸鈉和硫酸鋅為原料，以蒸餾水作為溶劑，冰醋酸作為絡合劑，2.5 mol/L稀HCl或稀NaOH調節前驅體溶液pH值為9~11，180 0C水熱24 h合成具有發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調節溶液pH值為9~11不變，持續攪拌40 min，獲得前驅體溶液；
(3)將步驟(2)所述前驅體溶液移入水熱反應釜中，填充度為80%，1800C水熱24 h ；
(4)水熱反應釜冷卻至室溫，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X射線衍射分析表明所得產物的物相為ZnWO4,具有形貌規整，結晶度高等特點，經掃描電子顯微鏡測定鎢酸鋅納米線的長度為70(T800 nm，直徑為30nm 左右(25~35 nm)。
[0013]在291 nm波長激發下，鎢酸鋅納米線產生位于400~550 nm之間較強的發射峰，最強峰值位于457 nm附近，是較好紫外光到可見光的下轉換發光材料。
[0014]實施例1
鎢酸鋅納米線制備方法及結構表征
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調節溶液pH值為9不變，持續攪拌40 min,獲得前驅體溶液；將上述前驅體溶液移入水熱反應釜中，填充度為80%，180 °C水熱24 h。水熱反應釜冷卻至室溫，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X射線衍射分析表明所得產物的物相為ZnWO4，其具有形貌規整，結晶度高等特點，納米線的長度為700~800 nm、直徑為30 nm左右(25~35 nm)。在291 nm波長光激發下，納米線產生位于40(T550 nm之間的較強發射峰，最強峰值位于457 nm附近，是較好紫外光到可見光的下轉換發光材料。
[0016]實施例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調節溶液pH值為9不變，其他條件同實施例1o
[0017]實施例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調節溶液pH值為9不變，其他條件同實施例1。
[0018]實施例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調節溶液pH值為10不變，其他條件同實施例1。
[0019]實施例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調節溶液pH值為11不變，其他條件同實施例1。
[0020]實施例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調節溶液pH值為10不變，其他條件同實施例1。
[0021]實施例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調節溶液pH值為11不變，其他條件同實施例1。
[0022]實施例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調節溶液pH值為10不變，其他條件同實施例1。
[0023]實施例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調節溶液pH值為11不變，其他條件同實施例1。
【權利要求】
1.一種基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，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調節溶液pH值為9~11不變，持續攪拌，獲得前驅體溶液；(3)將步驟(2)所述前驅體溶液移入水熱反應釜中，填充度為80%，1800C水熱24 h ； (4)水熱反應釜冷卻至室溫，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.根據權利要求1所述的基于控制PH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，其特征在于:持續攪拌40 min,獲得前驅體溶液。
3.根據權利要求1所述的基于控制pH值水熱合成鎢酸鋅納米線發光材料的方法，其特征在于:鎢酸鋅納米線的長 度為700~800 nm，直徑為25~35 nm。
【文檔編號】B82Y30/00GK103911150SQ201410098375
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】劉連利, 王繪, 劉玉靜, 孫彤, 王秀麗 申請人:渤海大學