具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法，采用微乳液为媒介进行制备，首先分别将等量的、相同浓度的氯化钙水溶液和钼酸钠水溶液按一定比例与正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）配制成透明的微乳液，然后将两种微乳液混合，在８～２５℃下静置反应，或者在水热釜中１６０℃反应，即可获得具有中空结构的钼酸钙自组装体。本发明专利技术操作步骤简单，成本低，制得的自组装体由钼酸钙微粒定向排列组成，粒径大小可由反应时间或反应温度控制，约５０～３００ｎｍ。

【技术实现步骤摘要】
具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法
本专利技术涉及一种具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法，采用微乳液为媒介制备钼酸钙微粒定向排列而成的中空自组装体。属于功能材料制备

技术介绍
白钨矿结构的钼酸盐，由于具有优越的发光性能和良好的显色、变色效应而倍受人们关注。钼酸盐能够发出单一波长的绿光或橙光，它们有可能成为彩色显示器中三基色的来源，还有可能在超大屏幕彩色显示器中获得应用。另外，钼酸盐还可以用于制备光学纤维、湿度传感器、发光材料、磁材料、催化材料、抗菌材料等方面。近年来，随着纳米技术的发展，制备不同形貌的纳米钼酸盐，研究其在催化、磁、电、光等方面的性能，日益成为世界各国的研究热点。目前，制备纳米钼酸盐的方法主要有硬模板法、软模板法、水热法、微乳液法、配合沉淀法等。如：模板法制备钼酸盐，在反应结束后需去除模板，不仅使操作复杂，甚至会影响产物形貌；水热法制备钼酸盐则需高温高压的反应条件，相比之下，微乳液法具有操作简单、粒径大小可控、粒子分散性好、分布窄、易于实现连续化生产等特点，它是20世纪80年代发展起来制备纳米微粒的新路线，。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提出一种具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法，为实现这一目的，本专利技术采用微乳液为媒介制备钼酸钙中空自组装体，首先分别将等量的、相同浓度的氯化钙水溶液和钼酸钠水溶液按一定比例与正辛烷、-->正丁醇、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)配制成透明的微乳液，然后将两种微乳液混合，在8～25℃下静置反应，或者在水热釜中160℃反应，即可获得具有中空结构的钼酸钙自组装体。所制得的钼酸钙自组装体由纳米钼酸钙粒子定向排列而成，纳米粒子粒径可由反应时间或反应温度控制，约50～300nm。本专利技术的方法包括以下具体步骤：1、钙离子微乳液的配制：在锥形瓶中依次加入一定量的正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入一定体积的可溶性钙盐水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钙离子微乳液。其中CTAB的浓度为0.15～0.25mol·l-1，正丁醇与CTAB的摩尔比为3.47～4.52，可溶性钙盐水溶液中水的摩尔数与CTAB摩尔数之比为33，可溶性钙盐水溶液浓度0.1～0.8mol·l-1。2、钼酸根离子微乳液的配制：按照步骤1，以相同浓度、等体积钼酸钠水溶液替代可溶性钙盐水溶液，得到与钙离子微乳液组成相同的钼酸根离子微乳液。本专利技术所说的可溶性钙盐为：无水氯化钙、硝酸钙。3、钼酸钙自组装体的合成：将上述获得的钙离子微乳液和钼酸根离子微乳液，在磁力搅拌条件下迅速混合，将得到的混合液在8～25℃下静置反应，或者移入有不锈钢外壳的四氟乙烯水热釜中160℃反应，反应时间1分钟～16小时；然后自然冷却至室温，离心分离，用去离子水和无水乙醇多次洗涤，60℃真空烘干6小时，即可获得具有中空结构的钼酸钙自组装体。本专利技术的方法反应温度低，反应时间短，最短只需1分钟，操作步骤简单，成本低，产率高、可重复性好。本专利技术采用了微乳液为媒介，使得纳米粒子的粒径大小可由反应时间或反应温度控制，约为50～300nm，避免了反应初期大块晶体的迅速生成。制备的钼酸钙自组装结构为哑铃状、花状(中空)、海星状(中空)，由纳米钼酸钙粒子定向排列而成，粒径随反应温度升高、反应时间延-->长而增大。附图说明图1为本专利技术实施例1所得到的哑铃状钼酸钙自组装体的X-射线衍射图。(实施例1-4具有相同的X-射线衍射图)。图2为本专利技术实施例1所得到的哑铃状钼酸钙自组装体的场发射扫描电镜照片和透射电镜照片。图3为本专利技术实施例2所得到的花状钼酸钙自组装体的场发射扫描电镜照片和透射电镜照片。图4为本专利技术实施例3所得到的海星状钼酸钙自组装体的场发射扫描电镜照片和透射电镜照片。图5为本专利技术实施例4所得到的花状钼酸钙自组装体的场发射扫描电镜照片。具体实施方式以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。实施例11)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.5mol·l-1氯化钙水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钙离子微乳液。2)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.5mol·l-1钼酸钠水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钼酸根离子微乳液。3)将上述两种分别含有氯化钙和钼酸钠的微乳液在磁力搅拌条件下，迅速混合，在8℃下静置反应1小时。反应结束后，离心分离，用去离子水和无水乙醇多次洗涤，60℃真空烘干6小时，即可获得哑铃状钼酸钙微粒的自组装体。所得到的哑铃状钼酸钙自组装体的X-射线衍射图如图1。由图1可见所制-->备的材料为四方晶型钼酸钙。图2是得到哑铃状钼酸钙自组装体的场发射扫描电镜照片和透射电镜照片。由图可见，该组装结构大小约3μm，由粒径50～100nm的粒子定向排列而成。实施例21)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.5mol·l-1氯化钙水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钙离子微乳液。2)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.5mol·l-1钼酸钠水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钼酸根离子微乳液。3)将上述两种分别含有氯化钙和钼酸钠的微乳液在磁力搅拌条件下，迅速混合，在25℃下静置反应1分钟。反应结束后，离心分离，用去离子水和无水乙醇多次洗涤，60℃真空烘干6小时，即可获得花状钼酸钙微粒的自组装体。图3是所得到的花状钼酸钙自组装体场发射扫描电镜照片和透射电镜照片。由图可见，该组装结构大小约2μm，由粒径50～150nm的粒子定向排列而成。实施例31)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.2mol·l-1硝酸钙水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钙离子微乳液。2)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.2mol·l-1钼酸钠水溶液。搅拌三十分钟，形成均相透明的钼酸根离子微乳液。3)将上述两种分别含有硝酸钙和钼酸钠的微乳液在磁力搅拌条件下，等体积迅速混合，25℃下静置反应1小时。反应结束后，离心分离，用去离子水和无水乙醇多次洗涤，60℃真空烘干6小时，即可获得海星状钼酸钙微粒的自组装体。-->图4是所得到的海星状钼酸钙自组装体场发射扫描电镜照片和透射电镜照片。由图可见，该组装结构大小约2μm，由粒径50～150nm的粒子定向排列而成。实施例41)在一个50ml锥形瓶中依次加入13.42ml正辛烷、1.08ml正丁醇、1.2g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，磁力搅拌下加入2ml的0.5mol·l-1氯化钙水溶液。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：１）钙离子微乳液的配制：在锥形瓶中依次加入正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化铵，磁力搅拌下加入可溶性钙盐水溶液，搅拌三十分钟，形成均相透明的钙离子微乳液；其中十六烷 基三甲基溴化铵的浓度为０．１５～０．２５ｍｏｌ.ｌ↑［－１］，正丁醇与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为３．４７～４．５２，可溶性钙盐水溶液中水的摩尔数与十六烷基三甲基溴化铵摩尔数之比为３３，可溶性钙盐水溶液浓度０．１～０．８ｍｏｌ.ｌ↑［－１］；２）钼酸根离子微乳液的配制：按照步骤１），以相同浓度、等体积钼酸钠水溶液替代可溶性钙盐水溶液，得到与钙离子微乳液组成相同的钼酸根离子微乳液；３）钼酸钙自组装体的合成：将上述获得的钙离子微乳液和钼酸根离子微乳液在磁力搅拌条 件下迅速混合，将得到的混合液在８～２５℃下静置反应，或者移入有不锈钢外壳的四氟乙烯水热釜中１６０℃反应，反应时间１分钟～１６小时；然后自然冷却，离心分离，用去离子水和无水乙醇洗涤，６０℃真空烘干６小时，即获得具有中空结构的钼酸钙自组装体。

【技术特征摘要】
1、一种具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)钙离子微乳液的配制：在锥形瓶中依次加入正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化铵，磁力搅拌下加入可溶性钙盐水溶液，搅拌三十分钟，形成均相透明的钙离子微乳液；其中十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.15～0.25mol·l-1，正丁醇与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为3.47～4.52，可溶性钙盐水溶液中水的摩尔数与十六烷基三甲基溴化铵摩尔数之比为33，可溶性钙盐水溶液浓度0.1～0.8mol·l-1；2)钼酸根离子微乳液的配制：按照步骤1)，以相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩强，钱雪峰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]