[发明专利]一种孪生球状钨酸钙微晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微纳米材料制备技术领域，主要涉及一种钨酸钙微米孪生球的制备方法。

技术背景

钨酸钙(CaWO₄)是一种典型的自激活发光材料，具有稳定的物理化学性质。因具有优越的发光性能，使其可以用作示波器中的蓝色磷光体，以及医学中检测Χ射线、γ射线的闪烁器。同时，钨酸钙可以作为一种激光基质材料，若将稀土离子如 Eu³⁺，Pr³⁺等作为激发剂掺入钨酸钙材料中，可使其产生红色长余辉发光，从而获得重要应用。微纳米钨酸钙因其在尺寸上的特殊优越性，将使其在未来的发光设备中发挥至关重要的作用。

目前，钨酸钙微纳米材料的制备方法很多，如固态反应法、水热法、超声辐照法、微波辐射法、沉淀法、凝胶法等，但这些方法在一定程度上仍存在不足，譬如产物形貌单一或尺寸难于控制；产率不高；高温反应条件苛刻或制备过程比较复杂；成本相对较高；环境污染大等。因此，探索简单环保的方法制备形貌新颖、产率高、分散性好的钨酸钙微纳米材料仍然是一个挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孪生球状钨酸钙微晶的制备方法，所制备的钨酸钙形貌独特、分散性好、尺寸均一、产率高、稳定性好。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种孪生球状钨酸钙微晶的制备方法，其特征在于原料包括0.05～0.2mol/L钨酸钠、0.05～0.2mol/L硝酸钙和3.8～7.6g/L β-环糊精。优选地，0.1mol/L钨酸钠、0.1mol/L硝酸钙和7.6g/L环糊精。以β-环糊精在溶液中自组装作为模板，当钨酸根和钙离子接触时，产物钨酸钙将在环糊精提供的结构平台上成核、生长，使之形成光滑、均一的孪生球状。

为了有效控制钨酸钙的熟化程度，形成规整的孪生球状，钨酸钠、硝酸钙和环糊精反应时间为1～6小时，其中最优的反应时间为3小时。

为了有利于钨酸根和钙离子有效定位，以β-环糊精为模板形成钨酸钙微晶，上述孪生球状钨酸钙微晶的制备方法，β-环糊精溶于水，加入钨酸钠配成溶液A；将硝酸钙溶于水配成溶液B；在常温搅拌下，将溶液B加入溶液A，继续常温搅拌1～6小时制得钨酸钙孪生球。

    具体地，本发明的孪生球状钨酸钙微晶的制备方法，包括以下步骤：

1）将β-环糊精溶于去离子水中，搅匀后加入钨酸钠，配成溶液A，所述溶液A中钨酸钠的摩尔浓度为0.1mol/L，环糊精的质量浓度为7.6g/ L；

将硝酸钙溶于去离子水中配成溶液B，所述溶液B中硝酸钙的摩尔浓度为0.1mol/L；

2）在搅拌下将溶液B加入溶液A中，继续常温下搅拌反应3小时，溶液A与溶液B的体积比为1:1；

3）离心分离沉淀，然后用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀；

4）将沉淀放在真空干燥箱内50℃下干燥，最终得到白色的钨酸钙粉末。

本发明所述孪生球结构是由两个相同的半球体组成的对称构型，类似葫芦结构。

有益效果

1. 本发明以常见的硝酸钙、钨酸钠为反应原料，以环保易得的环糊精作为表面活性剂，采用常温搅拌法即可制得形貌规整的孪生球状钨酸钙微晶。

2. 本发明具有环保节能、高效快捷等特点，制备的钨酸钙孪生球形貌规整、分散性好、产率高、稳定性好，形成的球体达到4μm，尺寸均一；所需原料环保易得，制备过程简单易于实施，适合大规模工业生产。本发明制备的钨酸钙微晶在示波器、闪烁器等领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的钨酸钙孪生球的扫描电子显微镜SEM图；

图2为本发明实施例2制备的钨酸钙孪生球的扫描电子显微镜SEM图；

图3为本发明实施例3制备的钨酸钙孪生球的扫描电子显微镜SEM图；

图4为本发明实施例4制备的钨酸钙孪生球的扫描电子显微镜SEM图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例制备的钨酸钙孪生球SEM图如图1所示，制备方法包括以下步骤：

1）称取0.076g环糊精溶于10ml去离子水中，搅拌均匀后，加入钨酸钠0.3299g，配成溶液A；称取0.2361g硝酸钙溶于10ml去离子水中配成溶液B；

2）在搅拌下，将10ml溶液B加入10ml溶液A中，常温下搅拌反应1h，制得钨酸钙孪生球；