鉬酸鹽納米材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

鉬酸鹽納米材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展摘要：鉬酸鹽納米材料作為無機(jī)納米材料的重要組成，已廣泛應(yīng)用于光學(xué)、催化、緩蝕劑制備等各個(gè)領(lǐng)域，探索該類材料的高效合成方法進(jìn)而制備規(guī)整均一的鉬酸鹽納米材料，從而提升材料的宏觀性能成為鉬酸鹽材料的研究熱點(diǎn)。本文介紹了鉬酸鹽納米材料的常見合成方法及材料的綜合應(yīng)用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：鉬酸鹽；納米材料；合成方法；綜合應(yīng)用

Keywords：molybdate；nanomaterials；synthesismethod；comprehensiveapplication

中圖分類號(hào)：TB383文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2024）07-0189-02

0引言

納米材料是近幾十年來快速發(fā)展的新型材料，與傳統(tǒng)材料相比，納米材料具有特殊的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)，從而在光致發(fā)光、電化學(xué)、超級(jí)電容器、航空航天等領(lǐng)域擁有巨大應(yīng)用價(jià)值。鉬酸鹽納米材料由于具有特殊的鉬酸鹽晶格結(jié)構(gòu)及納米材料高比表面能、多活性位點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)，而成為無機(jī)納米材料的重要研究方向之一。尤其是可控設(shè)計(jì)制備形貌規(guī)整且尺寸均一的低維鉬酸鹽納米材料，進(jìn)而有目的性的調(diào)控材料的宏觀性能被認(rèn)為是開發(fā)及有效利用該類材料的重要基礎(chǔ)?；诖耍捎煤畏N方法及適合條件來制備合成具有良好微觀形貌、粒度均勻、純度高且產(chǎn)量大的鉬酸鹽微/納米材料成為鉬酸鹽材料研究領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

1納米材料合成方法

眾所周知，納米材料的合成方法極大影響著材料的組成與結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制約著材料的宏觀性能發(fā)揮，因此，探索和設(shè)計(jì)鉬酸鹽微/納米材料的高效快速合成新方法成為材料制備的新挑戰(zhàn)。

1.1水熱法

水熱法是在高溫、高壓下對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行水解反應(yīng)，通過水熱條件加速離子反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度和原料濃度影響離子的布朗運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)晶核的形成和晶體的生長(zhǎng)。水熱法能改變反應(yīng)物的反應(yīng)性能，提高反應(yīng)活性，利于生長(zhǎng)出具有缺陷低的晶體材料。同時(shí)，該方法還具有實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、能耗低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。例如，杜永芳[1]以水熱法為材料合成方法，Bi（NO3）3·5H2O和Na2MoO4·2H2O為原料，在150℃環(huán)境下反應(yīng)24h，制備出顆粒狀和片狀γ-Bi2MoO6，并研究了檸檬酸對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物微觀形貌的影響。張愉[2]以水熱法為合成手段，以Eu2O3、Ca（CH3COO）2·H2O及Na2MoO4·2H2O為反應(yīng)物，檸檬酸鈉為添加劑制備了梭形CaMoO4：Eu3+，并證實(shí)材料具有良好的發(fā)光強(qiáng)度。

1.2微乳液法

微乳液法是指兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，雙親分子將連續(xù)介質(zhì)分割成微小空間，反應(yīng)物在微小空間中發(fā)生反應(yīng)，晶體成核和生長(zhǎng)過程會(huì)受到微小空間的空間限制，從而生成了有一定凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和形態(tài)的納米粒子。微乳液法具有實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、所需裝置簡(jiǎn)單能耗低、所得產(chǎn)物粒徑分布窄等優(yōu)點(diǎn)。如范高超[3]在室溫條件下，采用TritonX100/正辛醇/環(huán)己烷作為油相體系，按體積比3/2/8分別制備水相為Na2MoO4（0.64M，1.67mL）和CaCl2（0.08M，1.67mL）的兩種微乳液，將兩溶液混合、攪拌30min，室溫靜置48h，反應(yīng)完畢，用丙酮破乳并離心分離、洗滌、干燥即可得到直徑300nm，厚度60nm的鉬酸鈣納米餅。楊帆[4]采用微乳液法分別制備了一維鉬酸鈷和一維鉬酸錳納米材料。

1.3微波法

微波法是近年來發(fā)展起來的一種特殊的納米材料合成方法，該方法充分利用了微波能量穿透力強(qiáng)、加熱速度快且無溫度滯后效應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。微波輻照法能夠促使材料均勻成核及生長(zhǎng)，有利于生長(zhǎng)出結(jié)構(gòu)完美、缺陷少、粒徑小且尺寸均勻的材料。YanSun等人[5]采用EDTA輔助微波輻照法合成出納米片組裝了SrMoO4納米花，并研究了EDTA在合成中的作用及納米花的生長(zhǎng)機(jī)理。同時(shí)，該課題組還分別利用直接微波輻照法[6]和EDTA輔助微波輻照法[7]分別制備出CaMoO4納米柿子和納米棒組裝的CaMoO4納米花，兩組實(shí)驗(yàn)顯示出EDTA的加入可以顯著調(diào)控材料的生長(zhǎng)機(jī)理。

1.4溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠技術(shù)是指金屬有機(jī)或無機(jī)化合物經(jīng)溶液水解后直接形成溶膠或經(jīng)解凝形成溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)熱處理后而形成氧化物和類似化合物固體的技術(shù)。該法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、易于調(diào)控等優(yōu)勢(shì)。翟永清等[8]等以Sr（NO3）2、Fe（NO3）3·9H2O、（NH4）6Mo7O4·4H2O和濃氨水為原料，檸檬酸為絡(luò)合劑，活性炭為還原劑，采用溶膠-凝膠法制備雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)巨磁電阻材料Sr2FeMoO6。徐志昌等[9]以硫酸鎳和鉬酸銨為原料，采用溶膠-凝膠方法，以智能水凝膠相變理論為指導(dǎo)，制得球形鉬酸鎳，并對(duì)影響球形鉬酸鎳結(jié)構(gòu)的因素溫度、酸度和濃度進(jìn)行了研究。

1.5電化學(xué)法

電化學(xué)法是通過控制電極電位，在電解過程中去除雜質(zhì)，進(jìn)而得到高純度的粉末。電化學(xué)法可通過改變電解參數(shù)來制取不同種類的產(chǎn)物。用這種方法可以制取一般方法不能或難以制備的金屬粉末，具有反應(yīng)速率快，操作簡(jiǎn)單，污染物排放少等優(yōu)點(diǎn)。如賈李李[10]利用陽離子膜超聲電解的方法，制備了納米線狀或納米棒狀的ZnMoO4·0.8H2O和菱形塊狀Na2Zn5（MoO4）6。孫勇等[11]采用兩片尺寸為100mm×20mm×0.5mm金屬M(fèi)o板（純度為99.9%）作為工作電極和對(duì)電極，0.15mol的（CH3COO）2Sr·H2O溶于150mL去離子水，并加入乙二醇制成電解液。在電流值為2A恒流反應(yīng)10min，制得平均顆粒為3μm的球狀SrMoO4，結(jié)果顯示產(chǎn)物粒徑均勻且具有良好的PL性質(zhì)。

2綜合應(yīng)用

鉬酸鹽微/納米材料具有多種優(yōu)異性能，在光學(xué)、磁學(xué)、緩蝕劑應(yīng)用等方面顯示出光明前景。例如：姜曉輝[12]等人用反相微乳液法制備CdMoO4前驅(qū)體進(jìn)而得到微/納米尺度的CdMoO4材料，研究結(jié)果顯示CdMoO4納米晶體在激發(fā)波長(zhǎng)為330nm時(shí)，可得到波長(zhǎng)為390nm的發(fā)射峰；而CdMoO4微晶在激發(fā)波長(zhǎng)為320nm時(shí)，可以得到390nm的發(fā)射峰。實(shí)驗(yàn)表明，CdMoO4納米顆粒在較低的能量下就可以發(fā)光，優(yōu)于微米級(jí)的顆粒，同時(shí)具有更高的發(fā)光強(qiáng)度及半峰寬度較大的熒光峰，并闡明了材料發(fā)光性能與納米材料小尺寸特性間的關(guān)聯(lián)性。此外，杜永芳[1]在利用水熱法及檸檬酸輔助水熱法分別制得片狀和顆粒狀γ-Bi2MoO6后進(jìn)一步深入研究了材料的光催化活性，結(jié)果顯示顆粒狀材料的光催化活性強(qiáng)于片狀材料的光催化活性，并解釋了活性高低可能得益于顆粒狀產(chǎn)物