IPC分类号 : C01G45/00,C01G41/00,B82Y30/00,B82Y40/00
专利摘要
本发明公开一种两步水热法制备CdWO4/MnWO4复合纳米材料的方法，具体通过以下步骤制得：先以Cd(NO3)2·2H2O和Na2WO4·2H2O为原料，NaNO3为添加剂，通过水热法制得CdWO4纳米棒，然后往CdWO4纳米棒的体系中分别加入同摩尔浓度的Na2WO4·2H2O溶液和MnCl2·4H2O溶液，通过水热反应即制得尺寸均匀，生长良好的CdWO4/MnWO4复合纳米材料。该制备方法操作简单、成本低廉，绿色环保无污染。
权利要求
1.一种两步水热法制备CdWO
(1)制备CdWO
(2)制备CdWO
2.根据权利1的要求一种两步水热法制备CdWO
3.一种CdWO
(1)制备CdWO
(2)制备CdWO
说明书
技术领域
本发明属于无机材料和功能复合材料的加工制备工艺领域，具体涉及一种两步水热法制备CdWO4/MnWO4复合纳米材料的方法。
背景技术
近年来，复合纳米功能材料以其优异的性能和广阔的应用前景引起了全世界范围内的关注。例如，复合功能材料在纳米器件，微电子、光电子领域生物医药领域，化工环保领域，陶瓷领域，催化领域以及电池领域均有较好的应用。随着纳米技术的深入开发和应用，合成具有多种功能的纳米复合结构已经成为纳米科学领域一个重要的研究热点和发展趋势。
如中国科技大学张桥教授(钨酸盐功能纳米材料的液相化学合成与生长机理研究，中国科学技术大学硕士学位论文)先以水热法制备ZnWO4纳米棒，再以此为模板，通过120℃油浴回流将MnWO4和FeWO4分别包覆在 ZnWO4棒表面合成了ZnWO4@MWO4(M＝Mn，Fe)核壳结构纳米棒。与裸露的ZnWO4纳米棒相比，ZnWO4@MnWO4和ZnWO4@FeWO4核壳结构纳米棒的光学吸收峰和发光峰均显示了“红移”趋势。此外，ZnWO4@MnWO4异质结构纳米棒的反铁磁转变发生温度为6.5K，与文献报导的纯相MnWO4单晶反铁磁转变温度为8K的结果不一致。而ZnWO4@FeWO4异质结构纳米棒的反铁磁转变发生在76K处，这个结果则与文献报道的单晶FeWO4的转变温度完全吻合。综上所述，新型的ZnWO4@MWO4(M＝Mn,Fe)核壳结构纳米棒具有优于纯ZnWO4的光学性质和MWO4(M＝Mn,Fe)的反铁磁性质。但该方法采用了价格昂贵的二甲基硅油作为实验反应的溶液，且在加热过程会有冒烟现象，并伴随难闻气味产生，造成环境污染。
发明内容
为了解决现有技术制备二元钨酸盐复合物成本高、污染环境的技术问题，本发明提供了两步水热法制备CdWO4/MnWO4复合纳米材料的方法。
为实现上述技术问题，本发明提供一种两步水热法制备CdWO4/MnWO4复合纳米材料方法，具体通过以下步骤制得：
(1)制备CdWO4纳米棒：先用去离子将Cd(NO3)2·2H2O和Na2WO4·2H2O 配成溶液，控制Cd
(2)制备CdWO4/MnWO4复合物：将0.108g步骤(1)制备产物加入到 40ml去离子水中搅拌，再分别加入0.2mmol的Na2WO4·2H2O溶液和MnCl2·4H2O溶液，控制Cd
优选的，所述步骤(1)中加入硝酸钠NaNO33g。
与现有技术相比，本发明取得了以下技术效果：以简单、低成本的水热法方法代替了高成本油浴法，成功制备了具有优良光学和磁学性能的CdWO4/ MnWO4复合纳米材料，该制备方法操作简单，绿色环保无污染，没有安全隐患，且制得的材料尺寸均匀，生长良好。
附图说明
图1是实施例1的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的SEM。
图2是实施例1的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的TEM。
图3是实施例1的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的SEM。
图4是实施例1的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的TEM。
图5是实施例1的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的EDS图。
图6是实施例2的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的SEM。
图7是实施例2的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的TEM。
图8是实施例2的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的SEM。
图9是实施例2的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的TEM。
图10是实施例3的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的SEM。
图11是实施例3的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的TEM。
图12是实施例3的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的SEM。
图13是实施例3的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的TEM。
图14是实施例4的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的SEM。
图15是实施例4的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的TEM。
图16是实施例4的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的SEM。
图17是实施例4的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的TEM。
图18是实施例5的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的SEM。
图19是实施例5的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的TEM。
图20是实施例5的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的SEM。
图21是实施例5的步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的TEM。
图22是实施例1-5的步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的的XRD。
图22图中a,b,c,d,e对应的表面活性剂NaNO3掺量(0g,3g,7g,11g13g)的 XRD。
图23是实施例1-5的步骤(1)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的XRD。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
一种制备CdWO4/MnWO4复合物的方法，具体包括以下两个步骤：(1) 制备CdWO4纳米棒：室温环境下，将1mmol Cd(NO3)2·2H2O加入20ml的去离子水中溶解，再将1mmol Na2WO4·2H2O加入上述溶液磁力搅拌30min后，转移至内衬聚四氟乙烯高压釜中反应釜放进真空干燥箱调温度到180℃水热反应时间为12h，所得产物用去离子水和乙醇洗涤，并在烘箱中60℃烘7h，将所得产品用于测试表征。
(2)制备CdWO4/MnWO4复合物：室温下，称取0.108g步骤(1)制备的CdWO4纳米棒，加入到40ml去离子水中搅拌。再加入1ml浓度为 0.2mol/L的Na2WO4·2H2O溶液和MnCl2·4H2O溶液，控制Cd
图1为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的扫描电镜照片。从图中可以看出当不加入表面活性剂NaNO3时，得到均匀分布的棒长为200nm,宽为80nm 的棒状结构。图2为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的透射电镜照片，由图可以看出产物是棒状的，所得形貌与扫描电镜照片相一致。
图3为步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的的扫描电镜照片。从图中可以看出图中的棒长为220nm，宽为100nm，与图1相比图3的棒比图1的棒要长和宽些，比图1的棒粗糙一些。
图4为步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的透射电镜照片，由图可以看出此结构为棒状结构，与图2相比棒显的宽一些暗一些粗糙一些所得结果与图3扫描电镜照片相一致。
图5为步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物的EDS谱图，进一步证明了所得到的物质由O，W，Cd，Mn组成。
实施例2
一种制备CdWO4/MnWO4复合物的方法，包括步骤(1)制备CdWO4纳米棒和步骤(2)制备CdWO4/MnWO4复合物。
步骤(1)与实施例1相比，所不同的是在加入Na2WO4·2H2O的同时，加入3g表面活性剂NaNO3。
步骤(2)同实施例1。
图6为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的扫描电镜照片，由图可以看出产物为棒状结构棒长为350nm,宽为120nm。
图7为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的透射电镜照片，由图可以看出此结构为棒状结构，其结果与图6扫描电镜照片相一致。
图8是所得CdWO4/MnWO4复合物的的扫描电镜照片。从图中可以看出此结构为棒状结构，与图6相比棒显的更加长宽比图6的棒显的更加粗糙。
图9是所得CdWO4/MnWO4复合物的透射电镜照片，由图可以看出此结构为棒状结构，与图7相比显的宽一些暗一些粗糙一些，所得结果与图8 扫描电镜照片相一致。
实施例3
一种制备CdWO4/MnWO4复合物的方法，包括步骤(1)制备CdWO4纳米棒和步骤(2)制备CdWO4/MnWO4复合物。
步骤(1)与实施例1相比，所不同的是在加入Na2WO4·2H2O的同时，加入7g表面活性剂NaNO3。
步骤(2)同实施例1。
图10为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的扫描电镜照片，由图可以看出得到产物长为300nm,宽为50nm棒状结构。
图11为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的透射电镜照片，由图可以看出得到的为棒状结，，其结果与图10扫描电镜相一致。
图12是所得CdWO4/MnWO4复合物的的扫描电镜照片。从图中可以看出产物棒状结构，与图11相比显的更长更宽粗糙一些。
图13是所得CdWO4/MnWO4复合物的透射电镜照片，由图可以看出此结构为棒状结构，与图11相比显的宽一些暗一些粗糙一些，所得结果与图 12扫描电镜照片相一致。
实施例4
一种制备CdWO4/MnWO4复合物的方法，包括步骤(1)制备CdWO4纳米棒和步骤(2)制备CdWO4/MnWO4复合物。
步骤(1)与实施例1相比，所不同的是在加入Na2WO4·2H2O的同时，加入11g表面活性剂NaNO3。
步骤(2)同实施例1。
图14为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的扫描电镜照片，由图可以看出得到长为400nm,宽为40nm的棒状结构。
图15为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的透射电镜照片，由图可以看出产物为棒状结构，其结果与图14扫描电镜相一致。
图16是所得CdWO4/MnWO4复合物的的扫描电镜照片。从图中可以看出产物为棒状结构，与图14相比显的更加长和宽一些粗糙一些。
图17是所得CdWO4/MnWO4复合物的透射电镜照片，由图可以看出得到棒状结构，与图11相比显的更加宽和暗一些粗糙一些所得结果与图16扫描电镜照片相一致。
实施例5
一种制备CdWO4/MnWO4复合物的方法，包括步骤(1)制备CdWO4纳米棒和步骤(2)制备CdWO4/MnWO4复合物。
步骤(1)与实施例1相比，在加入Na2WO4·2H2O的同时加表面活性剂 13g表面活性剂NaNO3。。
步骤(2)同实施例1。
图18为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的扫描电镜照片，由图可以看出得到长为120nm,宽为40nm的棒状结构。
图19为步骤(1)所制得CdWO4纳米棒的透射电镜照片，由图可以看出产物为棒状结构，其结果与图18扫描电镜相一致。
图20是所得CdWO4/MnWO4复合物的的扫描电镜照片。从图中可以看出产物为棒状结构，与图18相比显的更长更宽更加粗糙一些。
图21是所得CdWO4/MnWO4复合物的透射电镜照片，由图可以看出产物为棒状结构，与图19相比棒更加宽一些暗一些粗糙一些，所得结果与图 20扫描电镜照片相一致。
图22是实施例1-5步骤(1)所制得的CdWO4纳米棒XRD图，由图可知，在不同硝酸钠掺量(0g,3g,7g,11g13g表面活性剂NaNO3)的XRD衍射谱图，随着硝酸钠产量的改变我们看到样品的主要峰与标准数据库的谱图是一致的(JCPDS-80-0182)，且没有杂质峰存在，表明样品的结晶度良好的钨酸镉纯相(a＝0.5031nm；b＝0.5857nm；c＝0.5071nm)。
图23是实施例1-5步骤(2)所制得CdWO4/MnWO4复合物XRD图，由图可知在不同硝酸钠掺量进行CdWO4/MnWO4复合的XRD衍射谱图， b,c,d,e,f谱图分别有对应的MnWO4的峰(100)，(110)，(111)出现，钨酸镉对应的峰略向高角度移动。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
一种两步水热法制备CdWO4/MnWO4复合纳米材料的方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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