本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，涉及到納米材料的制備方法。

技術(shù)背景

三氧化鎢(WO₃)是一種具有六方、立方等多種對(duì)稱型結(jié)構(gòu)的n型間隙半導(dǎo)體材料，禁帶寬度可在2.5～3.5eV可調(diào)，并且其價(jià)帶電勢約為3.1～3.2eV，具有優(yōu)異的電致變色、氣致變色、光致變色和高抗氧化能力等性能。因此，WO₃在信息智能窗、顯示器件、光電開關(guān)、高敏度光存儲(chǔ)材料、變色玻璃和光催化材料等方面顯示出巨大的應(yīng)用前景，使其制備、結(jié)構(gòu)及電致變色、氣致變色、光致變色和高抗氧化能力等成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一，特別是納米WO₃因具有巨大的比表面積，其體積效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)顯著，使其可用作為太陽能吸收材料、隱形材料、催化劑材料以及NO_x、H₂S、NH₃、H₂等高危氣體的敏感材料。

目前，制備納米WO₃的方法主要有物理和化學(xué)方法，如活性濺射法、脈沖激光沉積法、氣體沉積法、陽極電鍍法、高真空熱蒸鍍法、溶膠-凝膠法和水熱法等。近年來，具有二維結(jié)構(gòu)的WO₃納米片越來越受到人們的關(guān)注，但是其合成方法主要是水/溶劑熱法，如D.K. Kim等采用溶劑熱法制備了WO₃納米片 [J. Am. Ceram. Soc.,2005,88 (6), 1684-1686], P.Y. Feng等人采用水熱法在鎢絲網(wǎng)上制備了三維WO₃納米片(Adv. Mater. 2014, 26, 5043–5049)，Y. Xie通過在層狀體相鎢酸中插入十二烷胺，在通過水合作用去除十二烷胺獲得了WO₃納米片[Sci. Rep.2013,2013, 1936(3),1-8]。水/溶劑熱法雖然具有簡便、經(jīng)濟(jì)和參數(shù)易控制等優(yōu)點(diǎn)，但由于耗時(shí)長、產(chǎn)率低、涉及高溫高壓等難于實(shí)現(xiàn)WO₃納米片的規(guī)模化合成。近十年來，機(jī)械化學(xué)反應(yīng)法由于具有無或少溶劑、產(chǎn)率高、污染少、耗時(shí)短、能耗低，操作和設(shè)備簡單以及易于工業(yè)化等特點(diǎn)，引起人們的極大的研究興趣，已成為發(fā)展綠色化學(xué)與技術(shù)的新途徑。但是迄今為止，尚未見文獻(xiàn)報(bào)道該法用于制備WO₃納米片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種一水合三氧化鎢納米片的制備方法，簡單、快捷、環(huán)保、低成本、低能耗和高產(chǎn)率制備WO₃納米片。

本發(fā)明所述的方法包括以下步驟。

（1）根據(jù)一水合三氧化鎢的制備量，稱取適量的鎢酸鹽，并按照鎢酸鹽中鎢與有機(jī)酸中羧基的摩爾比為1~3，稱取相應(yīng)量的有機(jī)酸。

（2）將步驟（1）中稱取的反應(yīng)物裝入球磨機(jī)中，球磨0.5~6小時(shí)，取出球磨后的物料和磨球，40~100℃干燥1~10小時(shí)后，再球磨0.5~4小時(shí)。

（3）取出步驟（2）得到的產(chǎn)物，經(jīng)洗滌、過濾和干燥后，即得一水合三氧化鎢納米片。

本發(fā)明步驟（1）中所述的鎢酸鹽為堿金屬鎢酸鹽、仲鎢酸銨或偏鎢酸銨中的一種或兩種以上，有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸或草酸中的一種或兩種以上。

本發(fā)明步驟（2）中所述的球磨機(jī)為行星式球磨機(jī)、攪拌磨、砂磨機(jī)或振動(dòng)磨。

本發(fā)明的主要特點(diǎn)是：（1）產(chǎn)物是分散性好、大小均勻的納米片；（2）本發(fā)明以常見的鎢酸鹽和有機(jī)酸為原料，通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)法制備一水合三氧化鎢納米片，具有設(shè)備簡單，合成產(chǎn)率高，無需分散劑，合成過程綠色環(huán)保和制備成本低廉的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1樣品的X射線衍射圖譜， 與標(biāo)準(zhǔn)圖譜比對(duì)，可知與JCPDS卡片號(hào)(20-1323)對(duì)應(yīng)，該產(chǎn)物為單斜晶系一水合三氧化鎢。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的透射電鏡照片，如圖所示，產(chǎn)物長度約為100 nm，寬度約為10 nm。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的原子力顯微鏡圖片，如圖所示，產(chǎn)物的厚度在5 nm以內(nèi)，圖中的照片由于儀器展寬效應(yīng)的影響顯示為圓形。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的透射電鏡照片，如圖所示，產(chǎn)物長度約為100 nm，寬度約為10 nm。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的透射電鏡照片，如圖所示，產(chǎn)物長度約為100 nm，寬度約為10 nm。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例4的透射電鏡照片，如圖所示，產(chǎn)物長度約為100 nm，寬度約為10 nm。

具體實(shí)施方式

本方法將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1。

稱取25 g鎢酸鈉和15 g草酸，裝入行星式球磨機(jī)罐中，球磨2小時(shí)，取出球磨后的物料和磨球，60℃干燥3小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，取出產(chǎn)物，經(jīng)洗滌、過濾和干燥，即得一水合三氧化鎢納米片。

實(shí)施例2。

稱取25 g鎢酸鉀和15 g草酸，裝入行星式球磨機(jī)罐中，球磨3小時(shí)，取出球磨后的物料和磨球，70℃干燥2小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，取出產(chǎn)物，經(jīng)洗滌、過濾和干燥，即得一水合三氧化鎢納米片。

實(shí)施例3。

稱取20 g鎢酸鈉和21 g檸檬酸，裝入行星式球磨機(jī)罐中，球磨2小時(shí)，取出球磨后的物料和磨球，60℃干燥3小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，取出產(chǎn)物，經(jīng)洗滌、過濾和干燥，即得一水合三氧化鎢納米片。

實(shí)施例4。

稱取20 g鎢酸鈉和25 g酒石酸，裝入行星式球磨機(jī)罐中，球磨2個(gè)小時(shí)，取出球磨后的物料和磨球，70℃干燥4小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，取出產(chǎn)物，經(jīng)洗滌、過濾和干燥，即得一水合三氧化鎢納米片。