一種低熱固相化學反應合成五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低熱固相化學反應合成五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化鈦(Ti02)是一種功能材料，已廣泛用于顏料、感光材料、傳感器、介電陶瓷、光解水制氫、抗菌材料、太陽能電池、燃料電池、鋰離子電池等領(lǐng)域。Ti02還是一種優(yōu)良的光催化劑，可用于降解有害的有機污染物。然而，Ti02具有大的帶隙能量(3.0-3.2 eV)和快速的電子-空穴復合，其光量子效率低，因而僅能在紫外光下被活化，但是紫外光只占太陽光到達地球的3%-5%。為了有效地利用太陽光，減少光生電子-空穴對的復合率，研究者已經(jīng)嘗試了許多方法來提高打02的光催化效率，如摻雜金屬離子(？丨、？6、10、1?11、311、￥等)和非金屬離子(B，N，C，S，F(xiàn)等)、與具有窄禁帶半導體復合和表面改性等。
[0003]作為一種重要的過渡金屬氧化物半導體，五氧化二釩(V205)具有相對較低的帶隙能量(2.3 eV)，它具有吸收較寬范圍的太陽光譜的能力，這使得V205與Ti02復合后可能具有優(yōu)良的光催化活性，在光催化降解有機染料方面具有廣泛的應用前景。
[0004]在以往的研究工作中，V205/ Ti02復合物的制備通常采用溶膠-凝膠法、膠束模板法、靜電紡絲、磁控濺射等方法，這些方法合成過程復雜、成本高、材料熱穩(wěn)定性差。因此，選擇一種簡單易行的制備方法，得到v205/ Ti02復合物，在制備多功能材料方面具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]低熱固相化學反應合成納米材料的方法不使用溶劑，具有高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過程簡單等優(yōu)點，已經(jīng)成為合成無機納米材料的一種重要方法。本發(fā)明的目的在于提供一種低熱固相化學反應合成五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物的方法，該方法通過使用常規(guī)原料，采用簡單的操作方法，經(jīng)固相化學反應合成五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物。
[0006]本發(fā)明用硫酸氧鈦和偏釩酸銨作為反應物，在室溫下通過固相化學反應合成釩鈦納米復合物的中間體，經(jīng)過煅燒得到五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物。
[0007]本發(fā)明所述的反應原料偏釩酸銨和硫酸氧鈦，根據(jù)其比例不同，反應條件不同可以得到摩爾比可調(diào)的五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:采用常規(guī)廉價原料，通過簡單的固相化學反應制得五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物。此制備方法簡單，具有產(chǎn)品產(chǎn)率高、環(huán)境友好、易于實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的特點，使本發(fā)明具有極為廣闊的應用前景。
[0009]【附圖說明】圖1為本發(fā)明第一實施例制備的五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物的粉末X射線衍射圖譜；
圖2為本發(fā)明第一實施例制備的五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物的場發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。
[0010]【具體實施方式】下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步闡述。這些實施例應理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，基于本發(fā)明的原理對本發(fā)明所做出的各種改動或修改同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0011]實施例一:
準確稱量0.010 mol硫酸氧鈦研細，再加入0.010 mol偏f凡酸錢混勻后快速研磨，隨著研磨反應的進行，白色樣品最終變成黃色細粉。繼續(xù)研磨40 min確保反應的充分進行，60°C水浴48 h，所得樣品用蒸餾水、乙醇洗滌，得到黃綠色的中間產(chǎn)物，經(jīng)過500°C煅燒2 h，得到五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。
[0012]實施例二:
準確稱量0.010 mol硫酸氧鈦研細，再加入0.020 mol偏釩酸銨混勻后快速研磨，隨著研磨反應的進行，白色樣品最終變成黃色細粉，繼續(xù)研磨40 min確保反應的充分進行。所得樣品用蒸餾水、乙醇洗滌，得到黃綠色的中間產(chǎn)物，經(jīng)過500°C煅燒2 h，得到五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。
[0013]實施例三:
準確稱量0.005 mol硫酸氧鈦研細，再加入0.010 mol偏釩酸銨混勻后快速研磨，隨著研磨反應的進行，白色樣品最終變成黃色細粉。繼續(xù)研磨40 min確保反應的充分進行，60°C水浴48 h，所得樣品用蒸餾水、乙醇洗滌，得到黃綠色的中間產(chǎn)物，經(jīng)過500°C煅燒2 h，得到五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。
[0014]實施例四:
準確稱量0.010 mol硫酸氧鈦與0.5 g PEG-4000混勻研細，再加入0.020 mol偏釩酸銨混勻后快速研磨，隨著研磨的進行，隨著反應的進行白色樣品最終變成黃色細狀的粉末，繼續(xù)研磨40 min確保反應的充分進行，60°C水浴48 h，所得樣品用蒸餾水、乙醇洗滌，得到黃綠色的中間產(chǎn)物，經(jīng)過500°C煅燒2 h，得到棒狀的五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物。
【主權(quán)項】
1.一種低熱固相化學反應合成五氧化二釩/ 二氧化鈦納米復合物的方法，其包括以下步驟:將偏釩酸銨和硫酸氧鈦混合，在室溫條件下直接進行固相化學反應，產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、煅燒來制得五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。2.按照權(quán)利要求1所述的一種低熱固相化學反應合成五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物的方法，其特征在于:偏釩酸銨和硫酸氧鈦的摩爾比為1:1 ;研磨反應的時間為30-60分鐘；產(chǎn)物用水和乙醇洗滌，并在60°C空氣中干燥6小時，最后500°C煅燒2h得到五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種低熱固相化學反應合成五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物的方法，該方法通過使用常規(guī)原料，采用簡單的操作方法，經(jīng)固相化學反應可以合成出五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。本發(fā)明用硫酸氧鈦和偏釩酸銨作為反應原料，在室溫下通過固相化學反應合成中間體，經(jīng)過煅燒得到五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。本發(fā)明采用廉價易得的原料，通過固相化學反應，即可簡單地制得五氧化二釩/二氧化鈦納米復合物。該制備方法簡單，產(chǎn)品產(chǎn)率高，環(huán)境友好，易于實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，具有極為廣闊的應用前景。
【IPC分類】B01J23/22
【公開號】CN105396575
【申請?zhí)枴緾N201510972856
【發(fā)明人】曹亞麗, 榮亞凌, 賈殿贈
【申請人】新疆大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月23日