[发明专利]一种甲醛诱导合成敏感光致变色WO3纳米粉体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及敏感光致变色WO₃纳米粉体的合成方法。

背景技术

光致变色材料是一种传统的功能材料，19世纪末期的科学家首先发现了光致变色现象，但并没有引起人们的广泛关注；1949年Hirshberg首次提出了科学的光致变色定义，并用Photochromism代替了原来的Phototropic。该定义指出：一种化学物质(A)在光的作用下，发生化学反应生成产物(B)；化学物质(B)在光或热的作用下又可以返回到(A)，二者的吸收光谱有明显差异。随着研究的深入，此定义被逐渐的完善、扩展。在这之后的20多年的时间里，科学家开始逐渐进入该领域研究，直到1978年，英国著名化学家、光致变色先驱之一H.G.Heller教授指出，光致变色反应可用于光信息存储和光记录。由此对光致变色材料的研究进入了一个新的阶段，许多新型的光致变色材料陆续被发现，如螺毗喃等有机类化合物、磷钨酸等杂多酸类化合物、有机一无机杂化类化合物、Ag-Cu等金属卤化物和金属氧化物等。其中金属氧化物因其原料易得、合成方法多样、工艺简单等优点，被广泛应用于信息存储、显示以及灵敏器件等方面，因而成为材料科学领域的研究热点之一。

WO₃作为一种具有六方、立方等多种对称型结构的n型半导体材料，本身具有优异的电致变色、气致变色、光致变色等优异的性能。其超微粉体对电磁波具有很强吸收能力，在军事上可做重要的隐形材料；特殊的催化性能可以在燃料电池中做阳极电极。WO₃的薄膜材料已被用于电致变色窗、大面积信息显示屏、汽车反光镜等。

自从1973年发现WO₃光致变色现象以来，由于无机材料本身的稳定性及光致变色材料固有的巨大应用前景受到了越来越多的关注。但目前对于其主要的研究都集中在溶胶和薄膜上，但关于粉体的研究却较少，为了扩大WO₃光致变色材料的应用范围，有必要对WO₃光致变色粉体进行研究，但在相关较少的WO₃粉体的合成及光致变色的研究报道中，制备方法较为复杂，制备出的WO₃粉体往往为紧密堆积的无定型微米结构，光致变色能力弱，报道中激发光源最优的条件为350W高压汞灯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲醛诱导合成敏感光致变色WO₃纳米粉体的方法，该合成方法简单，合成的敏感光致变色WO₃纳米粉体具有光致变色敏感性高的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种甲醛诱导合成敏感光致变色WO₃纳米粉体的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)选取浓度为0.05～3mol/L的钨酸盐溶液，在磁力搅拌器的搅拌速度为400～600r/min作用下滴加盐酸，调整pH值为0.2～2.5；然后在磁力搅拌作用下向逐滴滴加体积浓度为35～40％的甲醛溶液，搅拌均化2～6h，得混合物A；其中钨酸盐溶液与甲醛溶液的体积比为钨酸盐溶液∶甲醛溶液＝1∶0.04～0.20；

2)步骤1)得到的混合物A移入水热反应釜进行水热反应，反应温度为80～180℃，反应时间为2～6天，得混合物B；

3)清洗并收集粉体：首先将混合物B用蒸馏水水洗，直至清液的pH值为6.5～7.5；最后置于真空干燥箱中在真空度为≤5×10⁴Pa、温度为50～80℃的条件下干燥1～3h，得甲醛诱导合成敏感光致变色WO₃纳米粉体。

所述的钨酸盐为易溶于水的阳离子为碱金属离子的钨酸盐。如：钨酸钠或钨酸钾等