[发明专利]一种制备新型钼酸镉纳/微晶体的方法

说明书

技术领域

本发明属于微/纳米材料技术领域，具体涉及一种新型钼酸镉纳/微晶体的制备方法。

背景技术

金属钼酸盐具有独特的晶体结构和物理性质，使得它们在很多领域都存在着潜在的应用价值，如荧光材料、光致发光材料、催化剂、激发施主材料、抗菌材料、微波器件等，因此，人们对金属钼酸盐的研究兴趣越来越浓厚。

研究发现钼酸镉( CdMoO₄)具有优良的光学、化学和电子结构。白钨矿结构的钼酸镉还具有一些独特的性质,如电子激励真空紫外同步辐射、压力诱导的相变、¹¹¹Cd和¹¹³Cd自旋晶格弛豫等。并且作为一种功能材料钼酸镉广泛应用于各个领域，如光致发光物质领域、微波行业和工业催化领域等。

钼酸镉是一种禁带宽度为3.25 eV的直接宽带半导体，是一种很有潜力的光催化剂，可以用于有机染料的光降解。由于半导体纳米材料的形貌、晶粒尺寸和结晶度会直接影响材料的光催化性能，所以不同形貌 CdMoO4 的制备及光催化性能研究越来越受到关注。Ren等用低温水热法可控合成了具有特殊荧光性能的CdMoO4粉体。Liao 等利用水热法合成了球状形貌 CdMoO4微晶。Jiang等采用水热法制备了CdMoO4纳米颗粒,并研究了不同前驱体对其形貌的影响。Gong 等利用微乳辅助水热法，合成了正八面体 CdMoO4微晶。Wang等采用沉淀法，在室温下，引入NaCl和表面活性剂，制备了具有空心结构和核壳结构的CdMoO4，并研究该结构的CdMoO4对罗丹明B ( Rh.B ) 的光降解性能。Zhou等采用沉淀法,在40℃下，制备了CdMoO4微球，结果发现所制备的微球对Rh.B有优异的光降解性能。

虽然以上方法均可以得到结晶良好的CdMoO4，但是存在反应时间长、温度高、能耗高等缺点。因而，寻找简单、温和、高收益、且对环境无害的方法来合成CdMoO4微、纳米晶，并且探索其光催化降解有机染料的性能，仍是研究者关注的热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反应条件温和、产率高、无环境污染、成本低廉的新型钼酸镉纳/微晶体的制备方法。该方法利用高分子滤膜合成钼酸镉多面体微晶，具有反应条件温和（室温下进行即可）、不需要添加表面活性剂、装置简单、产量高等优点。

本发明制备获得的钼酸镉纳/微晶体，利用高分子滤膜控制合成。通过高分子滤膜交织的网状结构均匀分布溶液，通过高分子滤膜的表面张力控制晶体生长取向，共同控制合成边长/直径约为几百纳米到几微米的钼酸镉纳/微晶体。

本发明提出的钼酸镉纳/微晶体的制备方法，具体步骤如下：

（1）将市售高分子（PVDF）滤膜用蒸馏水简单清洗后，晾干，装入反应装置，形成中间为高分子滤膜，左右为溶液的隔离体系；

（2）分别量取20 ml 0.010-0.100mol/L Na₂MoO₄ 溶液和20 ml 0.010-0.1mol/L CdSO₄溶液，分别置于高分子滤膜的两侧，组成隔膜传输反应装置；

（3）利用注射器向含Na₂MoO₄溶液的一侧通气，控制含Na₂MoO₄溶液的一侧压力，使得其稍大于含CdSO₄溶液一侧的压力；

（4）Na₂MoO₄溶液在压力作用下通过高分子滤膜缓慢流到另一侧，与CdSO₄溶液发生均相沉淀反应，生成白色沉淀；

(5) 在室温下反应1-3天，将CdSO₄一侧的产物用去离子水洗涤离心两次，用无水乙醇洗涤离心三次，以便除去反应残留物，最后将产物保存在无水乙醇中待用。

所述的高分子（PVDF）滤膜，为高分子微孔滤膜，因其孔径非常小（0.22μm），在此起到了控制流速、使溶液均匀分布的作用，非常有利于钼酸镉在沉淀过程中发生晶型沉淀；高分子滤膜的表面张力起到了类似表面活性剂的作用，控制了晶体生长取向。

本发明所得钼酸镉样品用扫描电子显微镜(SEM)观察，发现产物形貌为球形和多面体，当溶液浓度为0.100mol/L时产物形貌为球形，当反应物浓度为0.010mol/L时，产物形貌为椭圆形多面体。从X射线粉末衍射（XRD）图谱中可知，上述产物的图谱中无杂峰出现，说明产物为纯的白钨矿结构钼酸镉。