[发明专利]一种Mo掺杂的钨氧化合物纳米线的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种Mo掺杂的钨氧化合物纳米线的制备方法及其产品和应用，属于纳米线制备技术领域。本发明公开的制备方法主要是将MoO₃加入WCl₆溶液中进行水热反应，然后分离、洗涤、干燥即可。本发明的制备方法简单、容易操作、适用于工业上的大批量生产。本发明制备得到的Mo掺杂的钨氧化合物纳米线呈纳米线状，能够促进光生电子和空穴的分离，更有利于吸附氮气，提高光催化固氮反应的效率。相较于现有的光催化剂，本发明的Mo掺杂的钨氧化合物纳米线作为催化剂具有可控性更好、反应更灵敏的光催化固氮性能和能够同时合成NH₄⁺和NO₃^‑的优点，同时能够推动光催化固氮技术的发展，具有广阔的市场前景于应用。

技术领域

本发明属于纳米线制备技术领域，涉及一种Mo掺杂的钨氧化合物纳米线的制备方法及其产品和应用。

背景技术

随着近年来我国在整体科学技术水平的全面发展，社会发展中对于化工产品也有着越来越多的需求。氨作为对于社会发展最为重要的化工产品之一，也是现代化工和农业的重要原料，在经济发展上具有不可或缺的地位和作用。合成氨指由氢气、氮气在高压、高温、催化剂作用下直接化合生成的氨，是固氮的一种方法。目前世界上的氨，除少数从焦炉气中回收的副产品外，绝大部分均由合成法制造，例如哈伯法合成氨，该方法需要在高温高压的环境下反应，涉及复杂工艺并且排出大量二氧化碳等污染物，其方法每年能源损耗约占全球2％。因此探寻一种清洁且高效的合成氨方法对化工合成产业具有重大意义。

鉴于目前合成氨的过程，需要对能够催化合成氨的反应的催化剂进行深入研究，以改善合成氨的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种Mo掺杂的钨氧化合物纳米线的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种Mo掺杂钨氧化合物纳米线；本发明的目的之三在于提供一种Mo掺杂的钨氧化合物纳米作为光催化剂在固氮的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种Mo掺杂的钨氧化合物纳米线的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将MoO₃加入WCl₆溶液中，进行水热反应，自然冷却后，进行固液分离得到含有杂质的W₁₈O₄₉纳米线；

(2)将所述含有杂质的W₁₈O₄₉纳米线进行反复洗涤，采用真空冷冻干燥后得到Mo掺杂的钨氧化合物纳米线。

优选的，所述WCl₆溶液按照如下方法制备：将粉末状WCl₆加入由异丙醇和甲醇形成的混合溶剂中，搅拌使其混合均匀，得到蓝色WCl₆溶液。

进一步优选的，所述粉末状WCl₆与混合溶剂的质量体积比为0.5～1:100～150，g:ml；

所述混合溶剂中异丙醇和甲醇的体积比为4～6:4～6；所述搅拌的时间不小于0.5h。

优选的，所述MoO₃和WCl₆溶液中WCl₆的质量比为0.004～0.01:1。

优选的，所述水热反应在聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中进行，所述水热反应的温度为 135～200℃、反应时间为20～26h。

优选的，所述洗涤具体为依次采用无水乙醇和超纯水进行反复清洗。

2.根据上述制备方法制备得到的Mo掺杂的钨氧化合物纳米线。

优选的，所述钨氧化合物纳米线中金属钨与氧的摩尔比为18:49。