CN101767938B - 一种wo3水合物纳米薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种WO3水合物纳米薄膜的制备方法，首先将钨粉加入到过氧化氢溶液中待反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A；向A溶液中加入去离子水稀释得溶液B；将基板依次在水和无水乙醇中超声波震荡活化处理；将B溶液倒入微波水热反应釜中，再放入活化处理过的基板，选择控温模式进行反应，反应结束后自然冷却到室温；打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中干燥即得WO3水合物纳米薄膜。本发明能够快速制备出具有水合分子的WO3水合物纳米薄膜，由于反应一步完成，无后续处理，制备周期短，且工艺设备简单，成本低，所得WO3薄膜形貌规则，结晶性高，纯度高。
Description
技术领域
本发明属于材料制备领域，具体涉及一种WO3水合物纳米薄膜的制备方法。
背景技术
作为一种过渡金属氧化物半导体材料，纳米WO3薄膜由于其多样的晶体形态形貌，以及有趣的物理化学性质目前被广泛研究。特别是因为其具有电致变色，热致变色，气致变色和光催化效应，目前已被广泛应用在众多领域中，如智能窗材料，太阳能电池装置，气敏探测器和光催化剂等。
目前为止，传统纳米WO3薄膜的制备方法主要有化学气相沉积法，物理气相沉积法，磁控溅射法，溶胶凝胶法等。上述方法中，大多设备昂贵，工艺复杂，耗费资源或者形貌难以精确控制，所得晶体效果不理想。而近十年来国内兴起的新兴的制备方法如水热，溶剂热法等，给WO3纳米薄膜的制备开拓了新的道路，但其也有制备周期过长，重复性不高的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种不仅制备成本低，而且操作简单、反应周期短的WO3水合物纳米薄膜的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)首先，在烧杯中加入分析纯的体积分数为30％的过氧化氢溶液，并将烧杯置于冷水浴中，缓慢、分次地加入分析纯、颗粒大小为200目的钨粉，待其反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A，其中每5ml过氧化氢溶液中加入1g钨粉；
2)然后，向A溶液中加入去离子水使溶液中W元素的浓度在0.005～1mol/L，得到溶液B；
3)薄膜基板清洗：将基板依次在水和无水乙醇中超声波震荡5-20分钟，然后将体积分数为70％的硝酸和体积分数为30％双氧水按1∶1的体积比混合得混合液，将已洗好的基板在混合液中浸泡活化处理0.5-5小时；
4)将上述B溶液倒入微波水热反应釜中，填充度控制在40％～80％，再放入活化处理过的基板；然后密封微波水热反应釜，将其放入MDS-8型温压双控微波水热反应仪中；选择控温模式进行反应，水热温度控制在80℃～220℃，反应时间控制在1min-480min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中在30℃-120℃下干燥即得WO3水合物纳米薄膜。
本发明的基板采用载玻片、ITO玻璃、Si基板或Al2O3玻璃板。
本发明能够快速制备出具有水合分子的WO3水合物纳米薄膜，由于反应一步完成，无后续处理，制备周期短，且工艺设备简单，成本低，所得WO3水合物薄膜形貌规则，结晶性高，纯度高。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的WO3水合物纳米薄膜X-射线衍射(XRD)图谱。
具体实施方式
实施例1：1)首先，在烧杯中加入20ml分析纯的体积分数为30％的过氧化氢溶液，并将烧杯置于冷水浴中，缓慢、分次地加入4g分析纯、颗粒大小为200目的钨粉，待其反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A；
2)然后，向A溶液中加入去离子水使溶液中W元素的浓度在0.181mol/L，得到溶液B；
3)薄膜基板清洗：将载玻片依次在水和无水乙醇中超声波震荡10分钟，然后将体积分数为70％的硝酸和体积分数为30％双氧水按1∶1的体积比混合得混合液，将已洗好的基板在混合液中浸泡活化处理3小时；
4)将上述B溶液倒入微波水热反应釜中，填充度控制在60％，再放入活化处理过的基板；然后密封微波水热反应釜，将其放入MDS-8型温压双控微波水热反应仪中；选择控温模式进行反应，水热温度控制在180℃，反应时间控制在60min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中在80℃下干燥即得WO3水合物纳米薄膜。
将所得的样品用日本理学D/max2000PCX-射线衍射仪分析样品，发现产物为JCPDS编号为87-1203的属于正交晶系的WO3·0.33H2O晶体(图1)。
实施例2：1)首先，在烧杯中加入20ml分析纯的体积分数为30％的过氧化氢溶液，并将烧杯置于冷水浴中，缓慢、分次地加入4g分析纯、颗粒大小为200目的钨粉，待其反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A；
2)然后，向A溶液中加入去离子水使溶液中W元素的浓度在0.054mol/L，得到溶液B；
3)薄膜基板清洗：将ITO玻璃板依次在水和无水乙醇中超声波震荡20分钟，然后将体积分数为70％的硝酸和体积分数为30％双氧水按1∶1的体积比混合得混合液，将已洗好的基板在混合液中浸泡活化处理1.5小时；
4)将上述B溶液倒入微波水热反应釜中，填充度控制在40％，再放入活化处理过的基板；然后密封微波水热反应釜，将其放入MDS-8型温压双控微波水热反应仪中；选择控温模式进行反应，水热温度控制在130℃，反应时间控制在300min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中在50℃下干燥即得WO3水合物纳米薄膜。
实施例3：1)首先，在烧杯中加入20ml分析纯的体积分数为30％的过氧化氢溶液，并将烧杯置于冷水浴中，缓慢、分次地加入4g分析纯、颗粒大小为200目的钨粉，待其反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A；
2)然后，向A溶液中加入去离子水使溶液中W元素的浓度在0.005mol/L，得到溶液B；
3)薄膜基板清洗：将Si基板依次在水和无水乙醇中超声波震荡5分钟，然后将体积分数为70％的硝酸和体积分数为30％双氧水按1∶1的体积比混合得混合液，将已洗好的基板在混合液中浸泡活化处理5小时；
4)将上述B溶液倒入微波水热反应釜中，填充度控制在50％，再放入活化处理过的基板；然后密封微波水热反应釜，将其放入MDS-8型温压双控微波水热反应仪中；选择控温模式进行反应，水热温度控制在220℃，反应时间控制在1min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中在30℃下干燥即得WO3水合物纳米薄膜。
实施例4：1)首先，在烧杯中加入20ml分析纯的体积分数为30％的过氧化氢溶液，并将烧杯置于冷水浴中，缓慢、分次地加入4g分析纯、颗粒大小为200目的钨粉，待其反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A；
2)然后，向A溶液中加入去离子水使溶液中W元素的浓度在1mol/L，得到溶液B；
3)薄膜基板清洗：将Al2O3玻璃板依次在水和无水乙醇中超声波震荡15分钟，然后将体积分数为70％的硝酸和体积分数为30％双氧水按1∶1的体积比混合得混合液，将已洗好的基板在混合液中浸泡活化处理0.5小时；
4)将上述B溶液倒入微波水热反应釜中，填充度控制在80％，再放入活化处理过的基板；然后密封微波水热反应釜，将其放入MDS-8型温压双控微波水热反应仪中；选择控温模式进行反应，水热温度控制在80℃，反应时间控制在480min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中在120℃下干燥即得WO3水合物纳米薄膜。
本发明采用微波水热工艺，可制备出纯度高、结晶性好的WO3水合物纳米薄膜。本方法制备周期短，工艺简单，重复性高，反应温度低，能耗低，节约生产成本，适合大规模生产制备。
Claims (2)
1.一种WO3水合物纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
1)首先，在烧杯中加入分析纯的体积分数为30％的过氧化氢溶液，并将烧杯置于冷水浴中，缓慢、分次地加入分析纯、颗粒大小为200目的钨粉，待其反应结束后，收集烧杯中的过滤液记为溶液A，其中每5ml过氧化氢溶液中加入1g钨粉；
2)然后，向A溶液中加入去离子水使溶液中W元素的浓度在0.005～1mol/L，得到溶液B；
3)薄膜基板清洗：将基板依次在水和无水乙醇中超声波震荡5-20分钟，然后将体积分数为70％的硝酸和体积分数为30％双氧水按1∶1的体积比混合得混合液，将已洗好的基板在混合液中浸泡活化处理0.5-5小时；
4)将上述B溶液倒入微波水热反应釜中，填充度控制在40％～80％，再放入活化处理过的基板；然后密封微波水热反应釜，将其放入MDS-8型温压双控微波水热反应仪中；选择控温模式进行反应，水热温度控制在80℃～220℃，反应时间控制在1min-480min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，取出基板，放入电热鼓风干燥箱中在30℃-120℃下干燥即得WO3水合物纳米薄膜。
2.根据权利要求1所述的WO3水合物纳米薄膜的制备方法，其特征在于：所述的基板采用载玻片、ITO玻璃、Si基板或Al2O3玻璃板。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5723535A (en) * | 1993-09-13 | 1998-03-03 | H.C. Starck Gmbh & Co., Kg | Pastes for the coating of substrates, methods for manufacturing them and their use |
| CN1316544A (zh) * | 2001-01-19 | 2001-10-10 | 中国科学院广州能源研究所 | 真空蒸发制备三氧化钨气致变色薄膜的方法 |
| EP1767342A1 (en) * | 2004-05-28 | 2007-03-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for forming film on zirconium-based metallic glass surface and zirconium-based metallic glass component |
| CN101318705A (zh) * | 2007-06-08 | 2008-12-10 | 郑州大学 | 一种取向三氧化钨纳米薄膜的制备方法 |
| CN101417819A (zh) * | 2008-11-21 | 2009-04-29 | 中国地质大学（武汉） | 一种微观形貌为空心微球的光致变色wo3薄膜及其制备方法 |
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| US5723535A (en) * | 1993-09-13 | 1998-03-03 | H.C. Starck Gmbh & Co., Kg | Pastes for the coating of substrates, methods for manufacturing them and their use |
| CN1316544A (zh) * | 2001-01-19 | 2001-10-10 | 中国科学院广州能源研究所 | 真空蒸发制备三氧化钨气致变色薄膜的方法 |
| EP1767342A1 (en) * | 2004-05-28 | 2007-03-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for forming film on zirconium-based metallic glass surface and zirconium-based metallic glass component |
| CN101318705A (zh) * | 2007-06-08 | 2008-12-10 | 郑州大学 | 一种取向三氧化钨纳米薄膜的制备方法 |
| CN101417819A (zh) * | 2008-11-21 | 2009-04-29 | 中国地质大学（武汉） | 一种微观形貌为空心微球的光致变色wo3薄膜及其制备方法 |
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