[发明专利]一种可见光辅助制备纯氢钨青铜的方法

说明书

本发明公开了一种新型的利用可见光催化辅助制备氢钨青铜的方法，其以WCl₆为前驱物，于无水乙醇中进行溶剂热反应，得到W₁₈O₄₉；再将W₁₈O₄₉分散于水中，加入乙酸镉和硫代乙酰胺，经水热反应得到W₁₈O₄₉/CdS；将所得W₁₈O₄₉/CdS加入盐酸水溶液中，经光照生成H_xWO₃/CdS复合物(0<x<1)；最后将其缓慢滴加到低浓度的硝酸溶液中消解CdS，再经洗涤、干燥得到单纯的H_xWO₃样品。本发明制备方法具有设备简单、操作方便、合成高效的特点。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种纯氢钨青铜的制备方法。

背景技术

WO₃以其特殊的性能在光催化、传感器、光致变色等领域有着广泛的应用。通过向WO₃晶体所特有的隧道结构中掺入碱金属离子、铵离子或氢离子而制得的钨青铜是一种稳定性较高的、具有深蓝色金属光泽的阳离子掺杂金属氧化物，一般用M_xWO₃表示，呈现出金属导体或者半导体的性质，其颜色与性能可通过M与x的不同调控。1949年，A．Magne li合成了WO₆八面体单元共顶点结构的钨酸盐K_xWO₃(0<x<1)，发现其具有青铜般的色泽和光亮性，故将类似这种结构的化合物称为钨青铜型材料。钨青铜型材料在铁电、压电、热释电、非线性光学等方面具有独特而优异的性能，从而逐渐得到广泛的关注，目前在电子材料研究领域里已经成为仅次于钙钛矿型材料的第二大类电子材料团。

目前已有一些制备纳米钨青铜的报道，如专利CN 103496744A公开了一种还原态铵钨青铜的合成方法，其使用WCl₆作为钨源，加入油酸作为溶剂，W：NH₄⁺的摩尔比为1：（0.2～0.3），在150～350 ℃的高温条件下晶化反应0.5～48 h，最终获得还原态铵钨青铜纳米粉体。这种方法合成时间长、产率低、成本很高，且所得钨青铜材料的红外吸收性能较差。专利CN 104528829A 报道了使用钨酸盐溶液通过阳离子交换得到钨酸溶胶，再加入还原剂与铯源得到相应的前驱体，将前驱体加入到反应釜中进行水热反应后可制得铯钨青铜纳米盐。该方法在制备前躯体的过程中使用了阳离子交换法，因此单次合成的量有限，且水热合成法耗时较长，反应过程中需要高温高压条件，能耗较大且重复性差。因此，目前还缺乏一种廉价、可靠、稳定的合成纯纳米钨青铜特别是氢钨青铜的产业化合成方法，这个问题已成为制约其广泛应用的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光辅助制备纯氢钨青铜的方法，其采用W₁₈O₄₉和CdS的复合物作为前驱体，在可见光和盐酸的辅助下快速得到H_xWO₃/CdS复合物，再利用低浓度的硝酸消解CdS，从而得到纯的H_xWO₃样品。该方法具有制备条件要求低、操作方便、合成高效和产品性能稳定的特点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可见光辅助制备纯氢钨青铜的方法，其包括以下步骤：

（1）以WCl₆作为前驱物，无水乙醇为溶剂，经100-200℃溶剂热反应10-40h得到W₁₈O₄₉；