[发明专利]一种制备SnWO4

说明书

本发明公开了利用微波水热法制备SnWO₄纳米线的方法，该方法反应时间短，工艺流程简单，能耗低，所得产物SnWO₄纳米线相互交联形成了三维的网状结构。这种结构的优势表现在：(1)入射光的传输路径由于光散射与反射作用会显著增加，从而提高入射光的利用率；(2)纳米线特有的直线电子传输特性使得光生载流子能够快速而有效地转移；(3)三维网状结构有利于增大催化剂与反应物的接触面积。综合众多优势的SnWO₄纳米线，表现出了明显优于已报道的SnWO₄材料的光催化性能。

技术领域

本发明涉及一种利用微波水热法制备SnWO₄纳米线的方法，属于光催化材料制备领域。

背景技术

光催化技术是解决当前能源危机及环境污染问题的有效途径之一，而作为光催化技术关键因素的光催化材料也成为材料学、化学及物理学的研究热点。在太阳光谱中，大约43％的能量分布在可见光区，因此开发高效稳定的可见光响应的光催化材料是当前国际上光催化研究的前沿课题。研究者们发现BiVO₄、Bi₂MoO₆、Bi₂WO₆、SnWO₄、Sn₂Ta₂O₇、Cd₂Sb₂O_6.8等多元金属氧化物不仅可以在可见光区响应，而且化学稳定性高，在光催化领域有着广阔的应用前景。在众多的多元金属氧化物中，SnWO₄因所含元素更为廉价无毒而格外引人注目。

光催化材料的形貌是影响其光催化活性的重要因素，比如具有较大长径比的一维纳米线能利用它的直线电子传输特性而快速有效地转移光生载流子，进而提高光催化效率。因此，设计合成具有一维纳米结构的SnWO₄纳米线是获得高效的可见光光催化材料的有效途径。目前，已报道的合成SnWO₄的方法大多局限在高温固相法(Journal of PhysicalChemistry C 2009, 113,10647–10653)和水热/溶剂热法(Sensors and Actuators B2009,140,623–628；Materials Technology:Advanced Performance Materials 2015,30,288–293；Materials Science and Engineering B 2011,176,1448–1455)等，这些方法的典型缺点是所得产物尺寸大，形貌为立方块体或片状结构。这使得材料的比表面积很小，电子迁移率不高，材料的光催化性能不理想。而且，这些方法也具有反应周期长及能耗高等缺点。因此，急需开发反应周期短、低能耗的方法用于合成SnWO₄纳米线。

发明内容

本发明提出一种利用微波水热法制备SnWO₄纳米线的方法，具体包括如下步骤：

a.将SnSO₄和Na₂WO₄·2H₂O按照1∶0.9～1∶1.1的摩尔配比分别溶于去离子水中得到两种溶液；

b.将步骤a制得的两种溶液分别在室温下搅拌10～40min，然后将Na₂WO₄水溶液滴加到SnSO₄水溶液中，搅拌均匀，制得黄色乳浊前驱物；

c.将步骤b制得的前驱物溶液转移到微波水热反应釜中，将反应釜密封后置于微波辅助水热合成仪中，设定功率为400～500W，反应温度为135～165℃，反应15～60min后停止，待反应温度自然冷却到室温后，将反应釜取出，收集沉淀物；

d.将步骤c得到的沉淀物用去离子水洗涤后，于40-80℃干燥，即得SnWO₄纳米线。