水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法。所述的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，称取铯盐、钨盐，加入螯合剂和水，升温至150‑160℃反应5‑6h；再在超声条件下，升温至230‑260℃反应3‑4h，得到铯钨氧化物的分散液；然后冷却至50℃‑80℃，加入水性分散剂和消泡剂，升温至160‑180℃活化反应5‑6h，得到活化的纳米铯钨氧化物溶胶；最后浓缩至固含量为45‑50％，喷雾干燥，得到水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体。本发明专利技术的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，工艺简单、制备周期短、成本节约、不用二次研磨加工、存储运输安全方便。

【技术实现步骤摘要】
水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法
本专利技术涉及纳米材料
，具体涉及一种水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法。
技术介绍
WO3在电致变色、催化、气敏性等方面具有优良的性能，其复合氧化物(钨青铜)一般指有较深的金属光泽色的金属氧化物，并且通常是金属导体或金属半导体，钨青铜通式为AxWO3，然而随着阳离子的种类及摩尔数的不同(A、x值的不同)，化合物的结构及颜色的深浅会有所差异(JAnalyticalandPyrolysis，2000，56:23-31)。目前做的较多的有钾铯钨青铜和铯钨青铜，铯钨青铜因其低电阻及优异的可见光透过率和近红外遮蔽性能，广泛地用于制备导电薄膜，用在玻璃透明隔热涂料中作为隔热剂。CN201310749555.1公开了一种铯钨氧化物超细粉体的制备方法，该方法制备的铯钨氧化物超细粉体粒径在120nm左右，并且需要二次研磨才能应用于下游产业，费时费力且容易二次污染。CN201680007541.4公开了一种近红外线吸收微粒分散液和其制造方法，但分散液特别是该专利技术的石油系溶剂分散液，易燃易爆，并且运输成本高，存储要求高，存在比较高的安全隐患。CN201680036863.1公开了热射线遮蔽膜、热射线遮蔽夹层透明基材、汽车、建造物、分散体、混合组成物、及分散体的制造方法、分散液、分散液的制造方法。该专利技术公开的复合钨氧化物分散体及分散液的制备方法，分散体及分散液的制备相当于铯钨氧化物的二次加工，需要进行研磨工序，设备昂贵，工艺复杂。
技术实现思路
r>本专利技术的目的是提供一种工艺简单、制备周期短、成本节约、不用二次研磨加工、存储运输安全方便的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法。本专利技术所述的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，包括以下步骤：(1)按照Cs/W摩尔比1:2.5-3.4称取铯盐、钨盐，加入螯合剂和水，升温至150-160℃，反应5-6h，得到混合液；(2)将步骤(1)得到的混合液在超声条件下，升温至230-260℃，反应3-4h，得到铯钨氧化物的分散液；(3)将步骤(2)得到的分散液冷却至50℃-80℃，再加入水性分散剂和消泡剂，在超声条件下，升温至160-180℃，活化反应5-6h，得到活化的纳米铯钨氧化物溶胶；(4)将步骤(3)得到的活化的纳米铯钨氧化物溶胶进行浓缩，浓缩至固含量为45-50％，然后进行喷雾干燥，得到水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体。步骤(1)中，铯盐为硝酸铯、氢氧化铯或氯化铯；钨盐为偏钨酸铵或仲钨酸铵；螯合剂为氨基三甲叉膦酸或乙二胺四亚甲基膦酸钠；螯合剂与铯钨总量摩尔比为3-5:1；水的加入量为反应体系总质量的60-80％，反应体系总质量为铯盐、钨盐、螯合剂、水、水性分散剂和消泡剂的质量之和。步骤(1)、(2)、(3)中，升温速率均为2-5℃/min。步骤(2)得到的分散液固含量为20-40％，其中铯钨氧化物的晶型为Cs0.3WO3或Cs0.32WO3，平均粒径为30-80nm。步骤(3)中，水性分散剂为聚氨酯类、聚酰胺类、聚醚类、有机硅类分散剂中的一种；加入量为反应体系总质量的1.5-2％，反应体系总质量为铯盐、钨盐、螯合剂、水、水性分散剂和消泡剂的质量之和。步骤(3)中，消泡剂为高碳醇类、硅类、聚醚类消泡剂中的一种；加入量为反应体系总质量的0.5-1.0％，反应体系总质量为铯盐、钨盐、螯合剂、水、水性分散剂和消泡剂的质量之和。步骤(2)和步骤(3)中，均在带有超声装置的反应釜中进行反应，超声条件均为：反应釜容积与超声装置功率比为(5-10)L:1kW。步骤(4)中，浓缩过程中搅拌速率为20-25r/min；浓缩温度为50-70℃。步骤(4)中，将喷雾干燥后的纳米铯钨氧化物包覆体过400目筛，密封保存。本专利技术所制备的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体直接溶于水中，所得分散液中铯钨氧化物的粒径为30-80nm。本专利技术将双电层原理运用到水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备中。本专利技术选用的阴离子型分散剂必须溶于水，它们在水中电离形成阴离子，具有一定的表面活性，被铯钨氧化物表面吸附。阴离子被铯钨氧化物表面紧密吸附，被称为表面离子，在水中带相反电荷的离子称为反离子，反离子和表面离子通过静电吸附，反离子中的一部分与铯钨氧化物及表面离子结合的比较紧密，在水中成为运动整体，带有负电荷，另一部分反离子则包围在周围，形成扩散层。这样在表面离子和反离子之间就形成双电层。这种双电层结构，外层分散剂极性端与水有较强的亲和力，增加了铯钨氧化物粒子被水润湿的程度，而双电层结构增加了表面电荷，使粒子之间因静电排斥而远离，从而保持整个体系的稳定性。即使水在喷雾干燥过程中被蒸发掉，由于分散剂仍然存在于铯钨氧化物颗粒表面，其结构没有被破坏，当其被重新分散于水中时，双电层结构会再次形成而悬浮于水中，从而达到免分散的效果。水性分散剂加入量要控制在限定的范围内，加入量太少不仅会使免分散铯钨氧化物在免分散溶解过程中的时间延长，降低生产效率，而且使粒径增大，影响使用效果；加入量过大，一是增加原材料成本，二是喷雾干燥时间延长增加生产成本，三是分散剂使用过多下游客户使用过程中兼容性下降。水性分散剂在加入铯钨氧化物的分散液中时，铯钨氧化物的分散液的温度需控制在50℃以上，加入时温度过低会使步骤(2)中已经得到的纳米分散液重新团聚，产生不可逆的影响，从而达不到分散效果。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：(1)本专利技术以制备工艺为突破点，在制备过程中直接合成免分散包覆体，避免了铯钨氧化物的二次研磨分散，从而避免了二次污染，降低了成本；(2)本专利技术所制备的铯钨氧化物包覆体为固体粉末，与现有技术的分散液相比，降低了运输成本，并且降低了运输和存储过程中的安全隐患；(3)本专利技术制备的免分散纳米氧化铯钨包覆体不用二次砂磨可直接溶于水中，应用于隔热玻璃、隔热膜、夹胶片、激光焊接、红外传感、智能控制等领域。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的铯钨氧化物的XRD图谱；图2为本专利技术实施例1制得的铯钨氧化物粒径图谱；图3为本专利技术实施例1制得的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体重新溶解到水中的粒径图谱；图4为本专利技术实施例2制得的铯钨氧化物的XRD图谱；图5为本专利技术实施例2制得的铯钨氧化物粒径图谱；图6为本专利技术实施例2制得的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体重新溶解到水中的粒径图谱；图7为本专利技术实施例3制得的铯钨氧化物的XRD图谱；图8为本专利技术实施例3制得的铯钨氧化物粒径图谱；图9为本专利技术实施例3制得的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体重新溶解到水中的粒径图谱；图10为本专利技术对比例1制得的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体重新溶解到水中的粒径图谱；图11为本专利技术对比例2制得的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体重新溶解到水中的粒径图谱；图12为本专利技术实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)按照Cs/W摩尔比1:2.5-3.4称取铯盐、钨盐，加入螯合剂和水，升温至150-160℃，反应5-6h，得到混合液；/n(2)将步骤(1)得到的混合液在超声条件下，升温至230-260℃，反应3-4h，得到铯钨氧化物的分散液；/n(3)将步骤(2)得到的分散液冷却至50℃-80℃，再加入水性分散剂和消泡剂，在超声条件下，升温至160-180℃，活化反应5-6h，得到活化的纳米铯钨氧化物溶胶；/n(4)将步骤(3)得到的活化的纳米铯钨氧化物溶胶进行浓缩，浓缩至固含量为45-50％，然后进行喷雾干燥，得到水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照Cs/W摩尔比1:2.5-3.4称取铯盐、钨盐，加入螯合剂和水，升温至150-160℃，反应5-6h，得到混合液；
(2)将步骤(1)得到的混合液在超声条件下，升温至230-260℃，反应3-4h，得到铯钨氧化物的分散液；
(3)将步骤(2)得到的分散液冷却至50℃-80℃，再加入水性分散剂和消泡剂，在超声条件下，升温至160-180℃，活化反应5-6h，得到活化的纳米铯钨氧化物溶胶；
(4)将步骤(3)得到的活化的纳米铯钨氧化物溶胶进行浓缩，浓缩至固含量为45-50％，然后进行喷雾干燥，得到水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体。


2.根据权利要求1所述的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，铯盐为硝酸铯、氢氧化铯或氯化铯；
钨盐为偏钨酸铵或仲钨酸铵；
螯合剂为氨基三甲叉膦酸或乙二胺四亚甲基膦酸钠，螯合剂与铯钨总量摩尔比为3-5:1；
水的加入量为反应体系总质量的60-80％，反应体系总质量为铯盐、钨盐、螯合剂、水、水性分散剂和消泡剂的质量之和。


3.根据权利要求1所述的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，其特征在于：步骤(1)、(2)、(3)中，升温速率均为2-5℃/min。


4.根据权利要求1所述的水性免分散纳米铯钨氧化物包覆体的制备方法，其特征在于：步骤(2)得到的分散液固含量为20-40％，其中铯钨氧化物的晶型为Cs0.3WO3或Cs0.32...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳都元，贾志忠，王茂智，刘静，
申请(专利权)人：烟台佳隆纳米产业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37