一种三氧化钨变色材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三氧化钨变色材料的制备方法，本发明专利技术制备了一种遇氢气在常温下变色的三氧化钨变色材料，可以在常温下用眼睛观察到氢气的泄露，从而避免氢气泄露带来的危险。WO3的化学性质稳定，而且氧空位的扩散系数高，是一种常用的气敏材料，是氢敏传感器中最具有前途的氢敏材料之一，本发明专利技术所制备的氢敏材料具有响应快速、变色敏锐的优点，具有很大的应用前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种三氧化钨变色材料的制备方法


[0001]本专利技术属于材料领域。具体涉及一种三氧化钨变色材料的制备方法。

技术介绍

[0002]氢能源是可再生清洁能源，是保障能源可持续性的有效途径。2010年7 月12日，世界首座氢能源发电站在意大利建成投产，标志着氢能的利用已经进 入实质化阶段。由于氢气的优良特性，在其他领域也有广泛的应用，例如地震 监测、高纯度硅晶片的生产、含氢化工产品生产、石油提炼、金属焊接等。但 是，氢气是一种高危气体，常温常压下，若空气中氢气的含量位于4％-74.5％ 之间，极有可能引发火灾、爆炸等事故，威胁人身财产安全。为了保障氢气产 生、储存、运输和使用过程中的安全性，扩大氢气的应用领域，研究一种抗干 扰能力强、灵敏度高、反应时间短、稳定性高、可靠性好、体积小、成本低的 氢气传感器具有十分重要的意义。
[0003]目前技术相对成熟，且已经商业化应用的氢气传感器主要是电化学类传 感器。这类传感器采用电信号作为传感和解调信号，能快速准确的检测出环 境气氛中的氢气浓度，具有检测阈值低，误差较小等优点，是较为理想的氢 气传感器；但同时这类传感器对检测环境也具有一定的要求(环境湿度、干 扰气体、电磁强度等)。最重要的是电化学传感器原理上带电，在工作时有产 生电火花的可能性，因而仍然具有潜在的爆炸危险；另外传感器对其他还原 性气体CO、CH4和NH3具有交叉敏感的可能性，因此传统的电化学传感器在安 全性和选择敏感性方面仍然存在一些难以克服的问题。
[0004]WO3是一种重要的多功能材料，其颜色特性聚集了众多研究人员的焦点。 近年来，研究者对WO3的变色特性进行了大量的研究，认为WO3具有较为复杂 的物理性质。WO3的化学性质稳定，而且氧空位的扩散系数高，是一种常用 的气敏材料，许多实验证明该材料对多种气体敏感。由于纯WO3通过掺杂贵 金属改性后对氢有很好的灵敏度和响应选择性，因此WO3薄膜是氢敏传感器 中最具有发展的氢敏材料之一，其潜在的应用价值非常大。
[0005]本专利技术通过水热法制备出一种在氢气气氛下变色的三氧化钨粉体，具有 响应快速、变色敏锐的优点。

技术实现思路

[0006]本专利技术属于材料领域，其目的主要由于现如今氢气的使用过程中存在许 多不安全的情况，氢气无色无味，达到一定浓度遇明火易燃易爆炸等问题， 本专利技术研究一种可以在常温下遇氢气变色的材料，所设计的材料可以在常温 下遇氢气由黄绿色变为深蓝色，能够清晰明显的看出氢气泄露的位置，把危 险降至最低。本专利技术所涉及的一种三氧化钨变色材料的制备方法，包括下述 步骤：
[0007]步骤1-1：将称好的Na2WO4·
2H2O溶于盛有蒸馏水的烧杯中，将浓度为 3mol/L的盐酸溶液滴加至烧杯中，边滴加边搅拌，采用磁力搅拌，静置，抽 滤洗涤，放入烘干箱中烘干。
[0008]步骤1-2：向烘干好的沉淀中滴加2mol/L的盐酸溶液，在50℃水浴条件 下持续搅
拌24h，然后向悬浮液中加入氯铂酸，在80℃水浴条件下搅拌4-6个 小时。
[0009]步骤1-3：将悬浮液转移至水热釜中，放入150℃的烘箱中进行水热反应 10-12个小时，反应结束后冷却至室温，抽滤、洗涤、烘干得三氧化钨粉体材 料。
[0010]实验中加入的氯铂酸用量：铂元素与钨元素的摩尔比为1:40。
[0011]本专利技术的优点如下：
[0012]本专利技术制备出的氢气敏感的变色材料，在常温下遇氢气即可变色，在实 验室氢气瓶，工厂中有氢气的环境中不需要仪器或彩色图表的情况下，可以 了解氢气的泄露情况，反应响应时间短，灵敏度高，使用方便，易于操作， 达到准确及时检测氢气泄露的目的。
[0013]制备方法简单，由于三氧化钨分子具有单斜的晶体结构，而且内部具有 空隙，通过掺杂贵金属可以提高其变色性能。
[0014]无需高端专业的设备，对温度，压力的要求要求不高，快速节能，成本 相对低廉。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述：
[0016]步骤1-1：首先准确称取5.0g的Na2WO4·
2H2O，放于烧杯中，再加入30ml 蒸馏水，用玻璃棒搅拌并待其溶解后，使用浓盐酸配制的3mol/L的盐酸溶液 60ml，新配置好的盐酸溶液用胶头滴管滴加至烧杯中，边滴加边搅拌，滴加 完毕后继续磁力搅拌1h，搅拌结束后静置48h，待其沉淀完全后进行抽滤，使 用蒸馏水将所得沉淀洗涤5次后，将其置于真空干燥箱烘干。
[0017]步骤1-2：将浓盐酸配置为60ml的2mol/L的盐酸溶液，向烘干的沉淀中 滴加刚刚配置好的盐酸溶液，在50℃的条件下持续搅拌24h，然后向悬浮液 中加入氯铂酸，控制氯铂酸中铂元素与钨元素的摩尔比为1:40。在80℃水浴 条件下搅拌4个小时。
[0018]步骤1-3：将悬浮液转移至水热釜中，放入150℃的烘箱中进行水热反应 10个小时，反应结束后冷却至室温，抽滤、洗涤、烘干得三氧化钨粉体材料。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氧化钨变色材料的制备方法，其特征在于：以水热法制备掺杂铂的三氧化钨材料，包括下述步骤：将Na2WO4·
2H2O溶于蒸馏水中，将浓度为3mol/L的盐酸溶液滴加至该溶液中，边滴加边搅拌，采用磁力搅拌，静置，抽滤洗涤，放入烘干箱中烘干，向烘干好的沉淀中滴加2mol/L的盐酸溶液，在50℃水浴条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春山，唐莹，马雪娇，孙依，刘畅，王晶，李东平，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：