一種EuWO4(OH)納米帶及其複合材料的製備方法與流程
2023-07-26 05:21:47 4
本發明開發了一種EuWO4(OH)納米帶及其複合材料的製備方法，涉及功能納米材料製備技術領域。
技術背景
在基礎科學以及應用的方面上，二維過渡金屬二硫化物已經成為很受歡迎的材料。近年來，這些材料在電子和光電子學中的應用已經被廣泛地探討。由於大多數二維過渡金屬二硫化物的帶隙在可見光到近紅外波長範圍，使得這些材料適合於光發射器，光電檢測器和太陽能電池等。與III-V半導體不同，二維過渡金屬二硫化物的光學性質由具有強結合能(大約300meV)和大半徑(～1.6nm)的激子決定。但是它的發光量子產量很低，也就是說，材料輻射的光子數比產生的電子-空穴對的數量低得多。因此，研究人員試圖發展具有發光效率較高的二維材料。
稀土化合物由於其在各種領域中的實際應用的潛力而具有重要意義，例如發光裝置，醫學診斷，生化探針，傳感器和一些技術上重要過程的催化。稀土羥基氧化物作為稀土氧化物的化合物，已經在它們的光，磁，熱和電性能方面進行了詳細的研究。迄今為止，只有少數關於這些稀土化合物的二維納米片的合成的報導。曹等人通過微波水熱法在160℃～220℃下合成NdWO4(OH)粉體。李等人通過水熱法製備SmWO4(OH)納米片，但是產物不純，其中含有Sm2WO6納米片，並且這種片子較厚。因此，必須開發出新的反映條件來克服這些限制。
H2O2被認為是細胞損傷相關的活性物質，並且是真核生物信號轉導的重要調節器。因此，H2O2的檢測具有重要的意義，至今已經有很多方法。在這些檢測策略中，光學方法是基於Au納米顆粒的生物催化生長的直接方法，這是由於催化產生的Au納米顆粒在約540nm波長處的表面等離子體共振。由於高的消光係數和寬的吸收光譜，Au納米顆粒通常用作發光猝滅劑和能量受體，並充當導電隧道以促進電子轉移。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種原料低廉，性能優異，具有巨大商業價值的一步合成的方法獲得EuWO4(OH)納米帶，以及EuWO4(OH)/Au複合材料的製備方法。
為了解決上述其中一個技術問題提出的技術方案是：一種鹼性鎢酸銪EuWO4(OH)納米帶的製備方法，包括以下步驟：
將鎢酸銨、硫脲和硝酸銪按質量比為1：2.9～3.1:0.4～0.7混合，以水為溶劑，加入以聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，在210-230℃下加熱23-25h，反應結束後自然冷卻，將反應得到的產物離心分離，用乙醇洗三次，再水洗三次得到EuWO4(OH)納米帶。
優選的，將鎢酸銨、硫脲和硝酸銪按質量比為1:3:0.5混合。
優選的，加入以聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，在220℃下加熱24h。
為了解決上述其中一個技術問題提出的技術方案是：一種鹼性鎢酸銪EuWO4(OH)納米帶，根據上述的製備方法製備得到鹼性鎢酸銪EuWO4(OH)納米帶。
為了解決上述其中一個技術問題提出的技術方案是，所述的鹼性鎢酸銪EuWO4(OH)納米帶製備EuWO4(OH)/Au複合材料的方法，將檸檬酸鈉、氯金酸和上述的EuWO4(OH)納米帶混合，通過光化學反應4小時，反應結束後，將反應得到的產物離心分離，水洗三次製得EuWO4(OH)/Au複合材料。
優選的，所述將檸檬酸鈉、氯金酸的摩爾比為3:1。
有益效果:
本發明開發了一種原料廉價易得，生產成本低，產率高，適合大規模生產的一步合成鹼性鎢酸銪EuWO4(OH)納米帶的方法。本發明通過水熱法，以鎢酸銨，硫脲，硝酸銪和水為原料，在特定的反應條件下，可以一步法合成羥基EuWO4(OH)納米帶。然後將納米帶與氯金酸在光化學反應的條件下合成EuWO4(OH)/Au複合材料，這種材料通過螢光淬滅的方法用來檢測過氧化氫，檢測限達到0.2mM。
(1)本發明的產物經多種方法檢測與表徵，產品純度好，產率高。
(2)本發明的合成方法是水熱法，操作簡單。
(3)本發明的原料，廉價易得，生產成本低。
附圖說明
圖1為實施例1中樣品的掃描電鏡圖。
圖2為對比例1中樣品的掃描電鏡圖。
圖3為實施例1中樣品的X射線單晶衍射圖。
圖4為實施例6中檢測雙氧水的螢光光譜。
圖5為實施例6中不同濃度的雙氧水對應的相對螢光強度圖。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面通過具體的實施例來具體說明本發明的技術方案。
實施例1：
將鎢酸銨(42mg)，硫脲(128mg)，硝酸銪(20mg)和19.44mL水混合後，加熱溶解，然後加入到25mL聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，放入提前升溫至220℃的烘箱，在220℃下反應24小時。反應結束後，放在室溫環境自然冷卻。將反應得到的白色固體通過離心分離(乙醇洗三次，水再洗三次)，最終得到目標產物EuWO4(OH)納米帶。圖1顯示的是產物的掃描電鏡圖，看出產物是一種帶狀材料。圖3顯示的是產物的X射線單晶衍射圖，譜圖上的峰與標準卡片JCPDS card No.23-0428相吻合，沒有雜峰，由此可見鹼性鉬酸銪的純度很高。
對比例1：
將鎢酸銨(425mg)，硫脲(1285mg)，硝酸銪(4.7mg)和19.44mL水混合後，加熱溶解，然後加入到25mL聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，放入提前升溫至220℃的烘箱，在220℃下反應24小時。反應結束後，放在室溫環境自然冷卻。將反應得到的白色固體通過離心分離(乙醇洗三次,水再洗三次)，最終得到目標產物EuWO4(OH)納米片。圖2顯示的是產物的掃描電鏡圖，看出產物是片狀材料。
實施例2：
將鎢酸銨(42mg)，硫脲(121mg)，硝酸銪(16mg)和19.44mL水混合後，加熱溶解，然後加入到25mL聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，放入提前升溫至230℃的烘箱，在230℃下反應25小時。反應結束後，放在室溫環境自然冷卻。將反應得到的白色固體通過離心分離(乙醇洗三次，水再洗三次)，最終得到目標產物EuWO4(OH)納米帶。
實施例3：
將鎢酸銨(42mg)，硫脲(130mg)，硝酸銪(30mg)和19.44mL水混合後，加熱溶解，然後加入到25mL聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，放入提前升溫至210℃的烘箱，在210℃下反應23小時。反應結束後，放在室溫環境自然冷卻。將反應得到的白色固體通過離心分離(乙醇洗三次，水再洗三次)，最終得到目標產物EuWO4(OH)納米帶。
實施例4：
將鎢酸銨(42mg)，硫脲(128mg)，硝酸銪(28mg)和19.44mL水混合後，加熱溶解，然後加入到25mL聚四氟乙烯為內膽的水熱釜中，放入提前升溫至210℃的烘箱，在210℃下反應24小時。反應結束後，放在室溫環境自然冷卻。將反應得到的白色固體通過離心分離(乙醇洗三次，水再洗三次)，最終得到目標產物EuWO4(OH)納米帶。
實施例5：
取0.36mg的EuWO4(OH)納米帶溶於9mL的水中，依次加入90μL的檸檬酸鈉(30mM)和30μL的氯金酸(30mM)，然後用滷素燈光照4h。反應結束後將溶液離心濃縮至2mL，即可得到EuWO4(OH)/Au複合納米材料。
實施例6：
取1mL的0.02mg/mL的EuWO4(OH)/Au溶液分別加入0.204μL、0.41μL、0.616μL、0.82μL、1.024μL、1.536μL、2.048μL、4.096μL H2O2(3％現配)配成0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM、1.0mM，1.5mM，2.0mM，4.0mM，通過螢光的強度來檢測過氧化氫。圖4是檢測雙氧水的螢光光譜圖，圖5是不同雙氧水濃度下螢光的相對強度線性圖。從這兩幅圖，我們可以看出該材料對檢測雙氧水有較好的靈敏性，檢測限為0.2mM。
本發明的不局限於上述實施例所述的具體技術方案，凡採用等同替換形成的技術方案均為本發明要求的保護範圍。