多級結構花狀二氧化鉬的製備方法

2023-07-28 11:13:26 3

專利名稱：多級結構花狀二氧化鉬的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種二氧化鑰的製備方法。
背景技術：
近年來，由於氧化鑰良好的性能和在催化、傳感器、電池材料、磁記錄材料等方面的用途，人們利用各種方法製備了不同粒徑的氧化鑰粉體，並製備了氧化鑰納米線，納米帶，中空纖維，介孔的混合價態的氧化鑰。花狀多級結構氧化物材料的製備主要集中在氧化鋅、二氧化鈦、氧化鎢、氧化鐵等，而鑰氧化物花的製備相對較少且都是三氧化鑰花形形貌，並且花形形貌三氧化鑰靈敏度差，對三乙胺氣體氣敏性差，具有多級結構的花狀二氧化鑰的製備尚未見報導。

發明內容
本發明為了解決現有方法製備的花形形貌的三氧化鑰靈敏度差，對三乙胺氣體氣敏性差的技術問題，提供了一種多級結構花狀二氧化鑰的製備方法。多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行一、按照體積比I : O. 59 2. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在140 200°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體；二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於60 70°C下真空乾燥8 15h，得到多級結構花狀二氧化鑰，真空度為O. 05MPa O. 07MPa。其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O. 016mol/L O. 035mol/L。本發明方法採用簡單的水熱方法、無需後續熱處理，通過調節反應物的比例即可得到不同尺寸的多級結構花狀二氧化鑰，該多級結構花的單分散性較好，且所獲得的多級結構花狀二氧化鑰材料對三乙胺具有很好的氣體敏感特性。


圖I是實驗一製備的多級結構花狀二氧化鑰的掃描電鏡照片；圖2是實驗一製備的多級結構花狀二氧化鑰的XRD圖；圖3是採用實驗一製備的多級結構花狀二氧化鑰所做的傳感器對三乙胺氣體的選擇性示意圖；圖4是採用實驗一製備的多級結構花狀二氧化鑰所做的傳感器在不同加熱電壓下對IOOppm三乙胺氣體的靈敏度曲線；圖5是採用實驗一製備的多級結構花狀二氧化鑰所做的傳感器對不同濃度三乙胺氣體的靈敏度曲線；圖6是採用實驗一製備的多級結構花狀二氧化鑰所做的傳感器對不同濃度三乙胺氣體的響應和恢復特性曲線。
具體實施例方式本發明技術方案不局限於以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行一、按照體積比I : O. 59 2. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在140 200°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體；二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於60 70°C下真空乾燥8 15h，得到多級結構花狀二氧化鑰，真空度為O. 05MPa O. 07MPa。 其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O. 016mol/L O. 035mol/L。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按照體積比I O. 59將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按照體積比I O. 6將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按照體積比I I將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按照體積比I I. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按照體積比I 2將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在190°C下溶劑熱反應24h。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中所述的乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O. 02mol/L。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中所述的乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O. 03mol/L。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中前驅體經無水乙醇洗滌後於65°C下真空乾燥9h。其它與具體實施方式
一相同。採用下述實驗驗證本發明效果實驗一多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行一、按照體積比I : O. 59將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在180°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體；
二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於60°C下真空乾燥8h，得到多級結構花狀二氧化鑰；其中真空度為O. 05MPa O. 07MPa。其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O.16mol/L。由圖I可以看出所製備的粉體是直徑約為IOOOnm的多級結構花，粉體的XRD圖(見圖2)可以看出，粉體熱處理後結晶完全，XRD的衍射峰與二氧化鑰的標準譜圖結構有很好的對應。將本實驗製備的多級結構花狀二氧化鑰製成傳感器，傳感器的製備方法如下將所製備的多級結構花狀二氧化鑰粉體與玻璃粉按質量比為20 I混合均勻，然後用松油醇將粉體調至糊狀，然後塗覆(反覆塗覆2 3遍)到具有兩個金屬電極的陶瓷管上，在80°C下烘乾，隨後在300°C下熱處理Ih.在焙燒後的陶瓷管中植入一根加熱絲，並將其焊接在氣敏元件底座上，製備成厚膜型氣敏元件，將其在30(TC下老化3天，即得傳感·器，最後進行氣敏性能測試。將本實驗製備的多級結構花狀二氧化鑰製成傳感器，並且在在252°C加熱溫度下，對IOOppm的丙醇、乙醇、丙酮、甲苯、NO ( —氧化氮)、三乙胺、甲醛、甲烷進行氣敏測試，測試結果如圖3所示，從圖3看出同等條件下此元件對三乙胺氣體有較好的氣敏性，因此接下來對三乙胺進行氣敏測試，測試結果如圖4。圖4看出花狀MoO2在加熱溫度為252°C時具有較高的靈敏度，因此252°C為MoO2氣敏元件的最佳工作溫度。從圖5中可以看出靈敏度隨著三乙胺濃度的增大而增大，O. Ippm時靈敏度為3. 0，IOOOppm時靈敏度為1528. 8。從圖6中看出元件每次測試後均能恢復到初始的電阻值，說明氣體在材料表面的吸附、脫附過程具有較好的可逆性。並且在不同濃度下元件均能較快的響應，響應時間約為20s，但是恢復時間隨著氣體濃度的增大而加長O. Ippm時恢復時間可IOmin以內，而IOOOppm時恢復時間達到30 40min。實驗二多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行一、按照體積比I : 2. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在185°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體；二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於65°C下真空乾燥10h，得到多級結構花狀二氧化鑰；其中真空度為O. 05MPa O. 07MPa。其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O.025mol/L。實驗三多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行一、按照體積比I : 2. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在200°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體；
二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於70°C下真空乾燥15h，得到多級結構花狀二氧化鑰；其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O.035mol/L。實驗四多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行一、按照體積比I : 2將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在190°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體；
二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於63°C下真空乾燥12h，得到多級結構花狀二氧化鑰；其中真空度為O. 05MPa O. 07MPa。其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O.018mol/L。
權利要求
1.多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於多級結構花狀二氧化鑰的製備方法按以下步驟進行 一、按照體積比I: O. 59 2. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中，攪拌30min，得到淺黃色透明溶液，並轉移到50mL反應釜中，在140 200°C下溶劑熱反應24h，得到黑色的前驅體； 二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於60 70°C下真空乾燥8 15h，得到多級結構花狀二氧化鑰，真空度為O. 05MPa O. 07MPa。
其中步驟一中過氧化氫的質量濃度為30% ;乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為.O.016mol/L O. 035mol/L。
2.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中按照體積比I : O. 59將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。
3.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中按照體積比I : O. 6將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。
4.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中按照體積比I:I將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。
5.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中按照體積比I : I. 5將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。
6.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中按照體積比I:2將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液中。
7.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中在190°C下溶劑熱反應24h。
8.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中所述的乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O. 02mol/L。
9.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟一中所述的乙醯丙酮氧鑰的甲醇溶液的濃度為O. 03mol/L。
10.根據權利要求I所述多級結構花狀二氧化鑰的製備方法，其特徵在於步驟二中前驅體經無水乙醇洗滌後於65°C下真空乾燥9h。
全文摘要
多級結構花狀二氧化鉬的製備方法，它涉及一種二氧化鉬的製備方法。本發明解決了現有方法製備的花形形貌的三氧化鉬靈敏度差，對三乙胺氣體氣敏性差的技術問題。本方法如下一、將過氧化氫逐滴加入到乙醯丙酮氧鉬的甲醇溶液中，攪拌，並轉移到反應釜中，熱反應，得到黑色的前驅體；二、步驟一中得到的前驅體經無水乙醇洗滌後於60～70℃下真空乾燥8～15h，得到多級結構花狀二氧化鉬；本發明方法採用簡單的水熱方法、無需後續熱處理，通過調節反應物的比例即可得到不同尺寸的多級結構花狀二氧化鉬，該多級結構花的單分散性較好，且所獲得的多級結構花狀二氧化鉬材料對三乙胺具有很好的氣體敏感特性。
文檔編號B82Y40/00GK102874872SQ20121041718
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者程曉麗, 霍麗華, 宋肖肖, 徐英明, 張現發, 高山, 趙輝 申請人:黑龍江大學