[发明专利]一种镧掺杂三氧化钨氢敏材料的制备工艺

说明书

本发明涉及一种镧掺杂三氧化钨氢敏材料的制备工艺，包括下述步骤：(1)减压蒸馏法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料：称取WO₃和硝酸镧备用，先将WO₃溶解于浓热氢氧化钠中，加入无水乙醇，加热并搅拌，直至上层液体呈黄色，下层液体无色透明；再取上层液体加入烧瓶中减压蒸馏；加入硝酸镧使其均匀分散，得镧掺杂三氧化钨氢敏材料；(2)加热蒸发法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料：称取WO₃和硝酸镧备用，先将称好的WO₃溶解于浓热氢氧化钠中，加入无水乙醇，搅拌均匀；再加浓盐酸后搅拌加热；最后加硝酸镧使其均匀分散，即得镧掺杂三氧化钨氢敏材料。本发明涉及的制备工艺操作简单，减少贵金属的使用，且制得的氢敏材料具有较好的变色性能。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种镧掺杂三氧化钨氢敏材料的制备工艺。

背景技术

在对能源依赖越来越强烈的当今世界，而对不可再生的能源，人们日益迫切想要找到能够替代的产品，目光自然转向了氢气。水电离就能产生氢气，而水极易获得而廉价的。但是氢气在生产、使用、储存、运输过程中又渗透性极强极其容易泄漏。而氢气的特别属性是无色无味，不易被发现，给广泛应用带来了不便，妨碍其普及利用。针对氢气泄漏，人们制作了多种类型的氢敏材料用以检测。其中，光学类氢敏材料有着良好的示氢效果，检测设施简单等优点引起了广泛关注。通过制备该类材料提高氢气泄漏的检测效率，从而推广氢气的使用，减少化石燃料的燃烧。不但能节约已经日趋枯竭的资源，而且对目前全球温室效应及臭氧层空洞的解决有帮助作用。

如果可以找到低成本的原料和工业上大批量的制作方法，而且这种材料在含有氢的气氛下的变色反应是迅速显著的，在无氢状态下还可以恢复原来颜色的，它将在促进使用氢能源方面的推广发挥重要作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种镧掺杂三氧化钨氢敏材料的制备工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种镧掺杂三氧化钨氢敏材料的制备工艺，以减压蒸馏法和加热蒸发法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料，包括下述步骤：

(1)减压蒸馏法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料：称取WO₃和硝酸镧备用，其中镧和W的摩尔比范围为1:100-1:40；先将称好的WO₃溶解于浓热氢氧化钠中，加入无水乙醇，加热并搅拌，直至上层液体呈黄色，下层液体无色透明；再取上层液体加入圆底烧瓶中，减压蒸馏4-6小时；然后向烧瓶内加入称好的硝酸镧，继续反应使镧离子均匀分散，真空干燥后即得镧掺杂三氧化钨氢敏材料；

加热蒸发法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料：称取WO₃和硝酸镧备用，其中镧和W的摩尔比范围为1:100-1:40；先将称好的WO₃溶解于浓热氢氧化钠中，加入无水乙醇，搅拌均匀；再缓慢加入浓盐酸直至有黄色钨酸生成，然后搅拌并加热，液体蒸发使钨酸凝集；最后加入硝酸镧使其均匀分散，真空干燥后即得镧掺杂三氧化钨氢敏材料。

进一步地，采用减压蒸馏法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料时，称取的WO₃和硝酸镧中镧和W的摩尔比为1:100、1：50、1:40。

进一步地，采用加热蒸发法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料时，称取的WO₃和硝酸镧中镧和W的摩尔比为1:100、1：50、1:40。

进一步地，采用减压蒸馏法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料时，无水乙醇的添加量为50ml。

进一步地，采用加热蒸发法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料时，无水乙醇的添加量为50ml。

进一步地，采用减压蒸馏法制备镧掺杂三氧化钨氢敏材料时，加热温度范围设置为100-200℃。