一种亚化学计量氧化钨的制备方法技术

本发明专利技术属于亚化学计量的氧化钨制备技术领域，具体公开一种亚化学计量氧化钨的制备方法。以质量比计，将本体三氧化钨∶硼氢化钠≤1∶0.5混合均匀，之后在惰性气氛下300~400℃煅烧60~90 min；将煅烧产物加水离心洗涤；将洗涤后的沉淀分散于乙醇中，烘干，即得亚化学计量氧化钨。本发明专利技术制备亚化学计量氧化钨的方法比利用氢气还原法制备亚化学计量氧化钨的成本更为低廉，简单易行，原料易得，安全系数高，有很好的应用前景。

A preparation method of a sub stoichiometric tungsten oxide

The invention belongs to the technical field of the preparation of tungsten oxide in subchemical measurement, and in particular a preparation method for the subchemical measurement of tungsten oxide. With the mass ratio, the body: tungsten trioxide sodium borohydride is less than or equal to 1 to 0.5 after mixing, under inert atmosphere 300~400 calcined 60~90 min; the calcined product water centrifugal washing; washing the precipitate after dispersed in ethanol, drying, namely direct stoichiometric tungsten oxide. The method for preparing sub stoichiometric tungsten oxide is cheaper, simpler and easier to prepare sub stoichiometric tungsten oxide than hydrogen reduction method. The raw material is easy to get and the safety coefficient is high, so it has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种亚化学计量氧化钨的制备方法
本专利技术属于亚化学计量的氧化钨制备
，具体涉及一种亚化学计量氧化钨的制备方法。
技术介绍
亚化学计量氧化钨是一种新型的生物检测、光催化和气体传感材料。低廉的、高灵敏性的、高稳定性的亚化学计量氧化钨在传感器件、光学器件、生物器件等领域有重大的应用前景。然而，由于氧化钨常温下较为稳定，人们在制备亚化学计量氧化钨时采用氢气还原法(WangG,LingY,WangH,etal.EnergyEnviron.Sci.2012,5,6180-6187)、真空煅烧法(YanJ,WangT,WuG,etal.Adv.Mater.2015,27,1580-1586)等制备方法。在亚化学计量氧化钨的制备和应用中，为了降低生产成本、增加产率、达到安全目的，探索一种要利用简单易得的原材料和更简单的制备技术，这仍然是一种挑战。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种亚化学计量氧化钨的制备方法，该方法原材料更为简单易得、过程更为安全。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种亚化学计量氧化钨的制备方法：以质量比计，将本体三氧化钨∶硼氢化钠≤1∶0.5混合均匀，之后在惰性气氛下300~400℃煅烧60~90min；将煅烧产物加水离心洗涤；将洗涤后的沉淀分散于乙醇中，烘干，即得亚化学计量氧化钨。所述本体三氧化钨是指原始的、没有进行过预处理和改性的三氧化钨。所述亚化学计量氧化钨是指氧化钨并非为化学计量的WO3，不仅含有+6价的钨，还含有低价态的钨，即其分子式不是WO3，而是WO3-x，0<x<3。较好地，以质量比计，本体三氧化钨∶硼氢化钠=1∶1。较好地，将本体三氧化钨与硼氢化钠在研钵中研磨15~25min使两者混合均匀。较好地，离心速率为6000~10000rpm。较好地，烘干的温度为40~80℃。本专利技术制备方法利用研磨使硼氢化钠和本体三氧化钨充分接触，在惰性气氛中煅烧，避免了氧气的影响，利用硼氢化钠的还原性，在本体三氧化钨中制造氧空位从而得到亚化学计量氧化钨。本专利技术中，研磨的充分、煅烧温度的选择以及惰性气氛等对控制本体三氧化钨向亚化学计量氧化钨的转化具有重要意义，同时对得到的亚化学计量氧化钨的结构起决定作用。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术制备亚化学计量氧化钨的方法比利用氢气还原法制备亚化学计量氧化钨的成本更为低廉，简单易行，原料易得，安全系数高，有很好的应用前景。附图说明图1：本专利技术实施例1所制备的亚化学计量氧化钨WO3-X的HRTEM图片；图2：本专利技术实施例1所制备的亚化学计量氧化钨以及本体WO3的UV/vis-NIR图谱；图3：本专利技术实施例1所制备的亚化学计量氧化钨的XRD图谱；图4：本专利技术对照例1所制备的样品的XRD图谱。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细介绍，但本专利技术的保护范围并不局限于此。以下所述“本体三氧化钨”是指原始的、没有进行过预处理和改性的三氧化钨。实施例1将200mg的硼氢化钠和200mg本体三氧化钨放置于研钵中，研磨20min使两者混合均匀，然后将混合物在氩气氛围中于350℃下煅烧60min；将煅烧后的产物超声分散于去离子水中，离心（离心速率为8000rpm，时间为20min），重复超声分散—离心多次，以除去多余的硼氢化钠；最后将离心得到的沉淀用无水乙醇分散均匀并转移到蒸发皿中，在60℃烘箱中烘干，得到亚化学计量氧化钨WO3-X。其中，将本实施例得到的样品WO3-X在碳支持膜上用透射电镜表征，其HRTEM见图1；由图1可知：本体三氧化钨的边缘部分已经出现了无序区域，说明了氧空位的存在，即成功制备了亚化学计量的氧化钨——WO3-X。本实施例得到的样品WO3-X以及本体WO3的UV/vis-NIR图谱见图2；由图2可知：本体三氧化钨WO3经过本专利技术处理之后在近红外区域有明显的吸收增强，这是是由于氧空位的引入使氧化钨的载流子浓度显著增强从而在近红外区域具有显著的等离子共振吸收，氧空位的引入说明了亚化学计量氧化钨的成功制备。本实施例得到的样品WO3-X的XRD图谱见图3；由图3可知：所得样品的XRD衍射峰良好对应于单斜相WO2.9(JCPDS05-0386)的衍射峰，说明了亚化学计量氧化钨——WO2.9的成功制备。对照例1-3与实施例1的不同之处在于：变化煅烧温度分别为200℃、220℃、250℃；其它均同实施例1。这三种煅烧温度下，所得样品的XRD图谱完全一致，其中250℃煅烧所得样品的XRD图谱见图4；由图4可知：所得样品的XRD衍射峰良好对应于单斜相WO3(JCPDS72-0677)的衍射峰，说明并没有制备出亚化学计量的氧化钨。实施例2-3与实施例1的不同之处在于：变化研磨时间分别为15min和25min；其它均同实施例1。实施例4-8与实施例1的不同之处在于：变化煅烧温度分别为300℃、320℃、360℃、380℃以及400℃；其它均同实施例1。实施例9-10与实施例1的不同之处在于：变化煅烧时间分别为70min和90min；其它均同实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚化学计量氧化钨的制备方法，其特征在于：以质量比计，将本体三氧化钨∶硼氢化钠≤1∶0.5混合均匀，之后在惰性气氛下300~400 ℃煅烧60~90 min；将煅烧产物加水离心洗涤；将洗涤后的沉淀分散于乙醇中，烘干，即得亚化学计量氧化钨。

【技术特征摘要】
1.一种亚化学计量氧化钨的制备方法，其特征在于：以质量比计，将本体三氧化钨∶硼氢化钠≤1∶0.5混合均匀，之后在惰性气氛下300~400℃煅烧60~90min；将煅烧产物加水离心洗涤；将洗涤后的沉淀分散于乙醇中，烘干，即得亚化学计量氧化钨。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述本体三氧化钨是指原始的、没有进行过预处理和改性的三氧化钨。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述亚化学计量氧化钨是指氧化钨并非为化学计量的WO...

【专利技术属性】
技术研发人员：许群，陈军，张崇民，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41