[发明专利]具有ABO3结构的钠钼/钨青铜的高压合成方法

说明书

一种具有ABO₃结构的钠钼/钨青铜的高压合成方法，其特征在于该方法依次包括以下步骤：(1)将无水Na₂MO₄，硼或碳化硼，氧化硼三种原料按比例研磨混合均匀，并压制成成型样品，其中M为Mo或者W，采用原料硼时的比例是摩尔比3:1:1，采用原料碳化硼时的比例是摩尔比12:1:4；(2)将成型样品装入高压装置中进行加压加热，加压至1.0‑5.0 GPa、加温至400‑1200°C后，保温保压5‑120分钟，使Na₂MO₄与硼或碳化硼，以及氧化硼充分发生复分解反应，然后冷却至室温并卸压，取出反应后的样品；(3)将反应后的样品研磨成粉末，用水“洗涤‑离心分离”循环3‑5次，以去除残余反应物以及反应生成的其他溶于水的杂质，并得到产物；(4)将产物置于干燥箱中干燥后，即获得ABO₃结构钠钼/钨青铜粉末。

技术领域

本发明属于过渡金属氧化物粉体材料制备技术，具体为一种ABO₃结构过渡金属氧化物的高压合成方法。

背景技术

ABO₃结构钠钼/钨青铜是一种典型的非化学计量比化合物，其中钠的含量可以为0.3-1.0。其具有很高的电子迁移率，以及良好的、光学和电致变色等性能，从而广泛应用于电子器件、温度传感器、电致变色等领域。现有的制备方法主要有水热合成法、溅射法、气相沉积法、溶胶凝胶法和电化学法等，不同的方法对产物的形貌和结构有一定的影响。但是，这些传统的制备方法需要苛刻和复杂的条件，通常需要在真空或者还原性气氛下进行，而且产物中Na的含量与温度有关(Na的含量通常小于0.6)。虽然Ikeuchi等【Angew. Chem.Int. Ed. Engl. 56(21) (2017) 5770-5773】最近以K₂WO₃、WO₂和WO₃为原料，采用高压烧结法制备出了K_0.6WO₃，但是其烧结压力高达7GPa、温度高达1600 °C，这对于大批量制备是及其不利的。

发明内容

为了克服现有技术存在的ABO₃结构钠钼/钨青铜制备工艺复杂和苛刻、不利于大批量制备等不足，本发明提供一种ABO₃结构钠钼/钨青铜的高压合成方法。

本发明的高压合成方法主要利用Na₂MO₄、硼或碳化硼、三氧化二硼三种物质混合均匀后，在高温高压下发生复分解反应来制备ABO₃结构钠钼/钨青铜（NaMO₃，本发明实际得到的是Na_0.9MO₃）。

本发明的所采用的具体技术方案是：

一种具有ABO₃结构的钠钼/钨青铜的高压合成方法，其特征在于该方法依次包括以下步骤：

(1)将无水Na₂MO₄，硼或碳化硼，氧化硼三种原料按比例研磨混合均匀，并压制成成型样品，其中M为Mo或者W，采用原料硼时的比例是摩尔比3:1:1，采用原料碳化硼时的比例是摩尔比12:1:4；

(2)将成型样品装入高压装置中进行加压加热，加压至1.0-5.0 GPa、加温至400-1200°C后，保温保压5-120分钟，使Na₂MO₄与硼或碳化硼，以及氧化硼充分发生复分解反应，然后冷却至室温并卸压，取出反应后的样品；

(3)将反应后的样品研磨成粉末，用水“洗涤-离心分离”循环3-5次，以去除残余反应物以及反应生成的其他溶于水的杂质，并得到产物；

(4)将产物置于干燥箱中干燥后，即获得ABO₃结构钠钼/钨青铜（Na_0.9MO₃）粉末。