[发明专利]纳米WO3光致变色粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光致变色纳米WO₃粉体及其制备方法，特别是在诱导剂作用下制备微观形貌为柳叶状的纳米WO₃光致变色粉体及其制备方法。

背景技术

目前，由于纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应等性能，使纳米材料在力学、热学、声学、电磁学、光学等方面得到更广泛的应用，是目前材料学研究最为活跃的领域，引起了世界各国众多领域研究者的高度重视。而且又因为纳米材料微观结构和形貌对其诸多性能有着决定性的作用，使控制材料的微观结构与形貌，进而改善材料的性能成为材料科学研究的主要方向之一。

纳米WO₃是一种重要的半导体材料，本身具有电致变色、气致变色及光致变色等各种优异的性能，又由于材料的光致变色性能能够在能源紧缺的社会有着巨大的应用前景且能在光信息存储领域发挥巨大的作用，使WO₃光致变色材料的制备及应用受到了越来越多的关注。虽然材料学家对WO₃光致变色材料的研究中已经有了关于能调节建筑物光输入的智能窗的WO₃光致变色薄膜的相关研究成果；但是由于WO₃纳米结构尤其是粉体的结构的单元尺寸、形貌及其组装的纳米结构粉体材料的巨大影响，对WO₃粉体的研究也正在展开，自从2004年WO₃纳米管的制备实现以来，各种结构及形貌的WO₃颗粒的制备、物理化学性质及其应用的研究异常活跃。到目前为止，人们已经制备出了微球状、海胆状、纳米块状、纳米管装、纳米杆状的WO₃纳米微粒。但是如何制备出微观形貌更新颖的粉体，优化其光致变色性能，仍是目前的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的就是针对上述的研究现状，以草酸为诱导剂，提供一种具有单分散的微观形貌为柳叶状的纳米WO₃光致变色粉体及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种纳米WO₃光致变色粉体，其微观形貌为柳叶状颗粒，柳叶状颗粒的长在100～400nm之间，长宽比在2～8之间，该纳米WO₃光致变色粉体通过以下方法制得：

(1)配制0.05～3mol/L钨酸盐溶液；

(2)加入0.2～3.0mol/L的诱导剂草酸；

(3)用浓盐酸调整反应体系的pH值至0.5～2.5；

(4)将反应体系搅拌均化后，进行水热反应；

(5)清洗并收集粉体。

上述第(1)步配制浓度为0.05～3mol/L的钨酸盐溶液，且所用钨酸盐的阳离子的强酸盐也易溶于水；第(2)在磁力搅拌作用下逐滴滴加浓度为0.2～3.0mol/L的草酸溶液，其中钨酸盐溶液与草酸溶液的体积比1.00：0.04～0.20；第(3)步调整反应体系的pH值是指在磁力搅拌器的搅拌速度为400～600r/min作用下滴加浓度为37～38％的浓盐酸，使溶液的pH值调整为0.2～2.5；第(4)步将反应体系移入水热反应釜进行水热反应，是指将反应体系搅拌均化2～6h后，使其在温度为80～180℃，反应1～6天。第(5)步清洗并收集粉体是指首先用蒸馏水水洗，直至清液的pH值为6.5～7.5之间，然后用无水乙醇清洗，清洗其中的残留水溶性杂质及过量草酸，最后置于真空干燥箱中在真空度为0.05～0.1、温度为50～80℃的条件下干燥1～3h即制得具有微观形貌为柳叶状颗粒的纳米WO₃光致变色粉体。