[发明专利]一种焦绿石型氧化钨微米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焦绿石型氧化钨制备方法类，具体涉及一种焦绿石型氧化钨微米管的制备方法,特别是一种通过层间氢键结合形成层状焦绿石型氧化钨管状结构的制备方法。

背景技术

1991年碳纳米管的发现一直激励着人们对管状结构的研究和探索。科学家们已通过各种不同的方法成功合成了许多的管状无机化合物（如金属氧化物、金属硫化物、金属卤化物等）。焦绿石型氧化钨（常记做H₂W₂O₇或WO₃·0.5H₂O）同样以扭曲的WO₆八面体为结构基元，通过钨氧刚性骨架的角顶构筑形成具有六元环孔道的层状结构。由于具有分子筛的网状结构和介稳特性，已在催化、电致变色、燃料电池、光敏气敏元件等领域得到广泛应用。

管状结构具有可以在其中空心结构中为碱金属等离子提供额外的空间以及自身结构的稳定性的特点，这使得其在充电电池阳极材料以及催化剂等方面得到很大的应用。而且，由于具有较大的比表面积，管状结构在光敏和气敏元件方面也有很大的应用前景。所以如果能够合成这种管状焦绿石型氧化钨，可以将焦绿石型氧化钨的优点与管状结构相结合，甚至产生一些新的性质。

但与一般层状结构不同的是其层间通过氢键结合，而不是一般的范德华力。由于氢键属于次价键，键能比范德华力强，所以WO3·0.5H₂O（相对一般的层状结构来讲）更难形成管状结构。

目前，关于焦绿石型氧化钨的制备方法有多种方法，但由于WO₃·0.5H₂O的结构不稳定（通常温度高于320℃时其结构就会被破坏），所以制备方法必须在较低温度下进行。1988年法国的Coucou等人（Solid.State.Ionics,1988,28-30:1762-1765）采用软化学方法首次合成了焦绿石型氧化钨；1989年瑞典的Amberg等人（Mater.Res.Bull.1989,24:289-292）首次利用水热法制备出立方晶系的焦绿石型氧化钨；1992年Kenneth等人（Solid.State.Chem.1992,96:31-47）较详细地报道了水热合成氧化钨的制备条件与晶型的关系；1995年Guo等人（Power Sourcse,1995,54:461-464）采用水热合成并利用盐酸调节体系PH值为6时也制备出焦绿石型氧化钨。但是对焦绿石型氧化钨微米管的合成还没有报道。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种简单易行的焦绿石型氧化钨微米管的制备方法，该方法能使焦绿石型氧化钨以氢键结合形成层状、形貌均匀的焦绿石型氧化钨微米管。

本发明通过以下技术方案实现：

一种焦绿石型氧化钨微米管的制备方法，其特征在于：在水热法制备焦绿石型氧化钨的溶液中加入6-10mM硫脲以及3～13mM盐酸羟胺，PH值在4～8的条件下充分搅拌后，将混合溶液倒入反应釜中反应18-30小时，待温度自然降至室温时取出，离心，真空烘干。

本发明具体制备步骤如下：

A、采用简单的水热法，将Na₂WO₄·2H₂O加入去离子水中，搅拌使其完全溶解；

B、将CS(NH₂)₂溶于去离子水中搅拌使其完全溶解；

C、将上述两种溶液混合搅拌形成混合溶液（a），并向其中滴入HCl调节PH值至4-8，然后在50-80℃连续搅拌25～70min；

D、将NH₂OH·HCl黏度调节剂溶于去离子水中，溶解后加入步骤c所得的混合溶液中（a）中，在80-120℃继续搅拌1～2h,形成混合溶液（b）；

E、将溶液（b）转移至反应釜，在150-250℃下反应18-30h，反应结束降至室温后，取出离心，在60-90℃真空条件下干燥6-12h。