[发明专利]一种多孔梭形钨酸钡的制备

说明书

【技术领域】：本发明属于无机微纳米材料制备领域，特别是涉及一种多孔梭形钨酸钡的制备。

【背景技术】：近年来，将具有特殊结构和功能的物质引入材料制备过程从而高效控制合成具有新颖形貌的微纳米材料已逐渐成为微纳米技术领域的研究热点之一。特别地，柠檬酸作为一类典型的表面活性物质，能够溶于水及多种有机溶剂，且由于其结构特性可在液相环境中显著调控晶体成核及生长速率，并诱导晶体实现定向优势生长，为实现材料尺寸微纳米化开拓了崭新途径(K.Zhang，J.Liang，S.Wang，J.Liu，K.X.Ren，X Zheng，H.Luo，Y.J.Peng，X.Zou，X.Bo，J.H.Li，X.B.Yu，Cryst.Growth Des.，2012，12，793-803.)。

钨酸钡自身独特的晶体结构赋予材料优越的发光和受激拉曼散射特性，因此可作为良好的光学材料或激光施主材料，在光电子学、医药学、激光传感等领域具有重要的应用价值和开发前景。目前，制备钨酸钡纳米材料的主要方法有固相反应法、水热法、微乳液法、微波法以及沉淀法等，而制得产物多为纳米颗粒、纳米线、纳米棒、微米球及微米块体等形貌(Y.H.Shen，W.Li，T.H.Li，Mater.Lett.，2011，65，2956-2958；S.Y.Hou，Y.Xing，H.Ding，X.C.Liu，B.Liu，X.J.Sun，Mater.Lett.，2011，29，623-627；CN 101805022A)。中国发明专利CN 1923706A公开了一种采用微乳液法制备树枝状钨酸钡纳米晶体的方法，此工艺中通过添加一定比例的正辛烷、正丁醇以及十六烷基三甲基溴化铵与水形成微乳液体系，在温度范围为20～35℃下搅拌1分钟制得树枝状钨酸钡纳米材料，但该方法存在需添加多种有机溶剂为乳化剂的缺点。A.Phuruangrat课题组以硝酸钡及钨酸钠为原料，通过微波辐射法成功制备了形貌均一的钨酸钡纳米颗粒(A.Phuruangrat，T.Thongtem，S.Thongtem，J.Phys.Chem.Solids，2009，70，955-959.)。但现有制备方法对高效可控合成其他具有特殊形貌的钨酸钡微纳米材料仍存在一定技术不足，且在降低反应成本、提高产物纯度以及高效调控产物形貌等方面仍有深入探索研究的必要性。特别是较少文献报道采用柠檬酸辅助微波辐射法制备形貌均一的钨酸钡微纳米材料。因此，针对上述关键问题，本发明专利提供一种多孔钨酸钡的制备方法，合成过程中以柠檬酸为金属离子络合剂和材料结构导向剂，应用微波辐射法制备出形貌规整的纳米片组装的多孔梭型钨酸钡材料，此技术为拓宽钨酸钡材料高效可控低成本合成提供了必要的技术保障和实践支持。

【发明内容】：本专利的发明内容在于提供一种多孔梭形钨酸钡的制备，其特点在于反应初期引入柠檬酸为金属离子络合剂和材料生长导向剂，其能够显著调控材料成核及生长速率，并诱导晶体定向优势生长成形貌规整的纳米片组装的三维梭型钨酸钡材料；此合成方法具有反应温和、过程易控、简便高效、选择性好、产物纯度高且安全环保等技术优势，符合绿色友好化学新理念。

【本发明的技术方案】：本发明专利提供一种多孔梭形钨酸钡的制备，以钨酸钠和硝酸钡为起始反应物，柠檬酸为金属离子络合剂及导向剂，蒸馏水为溶剂，采用微波辐射工艺技术，具体操作方案如下：

第一、在室温下，准确称量0.1649克钨酸钠(NaWO₄·2H₂O)固体，加入10毫升蒸馏水，从而配制特定浓度的钨酸钠溶液；

第二、称量0.1307克硝酸钡(Ba(NO₃)₂)和0.0105克柠檬酸，加入10毫升水，高速搅拌5分钟，配制混合溶液；

第三、将步骤一所述溶液转移至步骤二溶液中，继续搅拌10分钟；

第四、将此混合溶液置于微波反应器中持续反应30分钟停止；

第五、所得产物自然冷却后用蒸馏水及无水乙醇分别洗涤3～5次，60℃真空干燥48小时，即可获得多孔梭型钨酸钡材料。

所述钨酸钡材料经X射线衍射分析表明所得产物的物相为BaWO₄，其为由纳米片组装的多孔梭型结构材料，具有尺寸均匀、形貌规则、结构多孔以及对称性好等特征，单个钨酸钡多孔梭型材料尺寸为4.5～6.0微米，厚度为1.1～2.3微米，边长为2.2～2.9微米。