一类钼酸盐的制备方法

本发明属于材料科学与，具体涉及一类钼酸盐的合成方法。

背景技术：

1、钼酸盐属于一类多金属氧酸盐，是一种具有广泛用途的功能材料。例如，钼酸锰、钼酸钴可添加于卷烟中，可有效分解烟气中焦油、自由基以及稠环芳香化合物。钼酸盐在日用化工中也有着重要的运用，含钼酸盐的清洗剂无毒、无腐蚀性、光洁度高。此外，钼酸盐还是一种高效催化剂、快离子导体材料，特别是含有白钨矿结构的稀土钼酸盐，其应用更广泛。钼酸盐有望能够成为新一代光电子器件材料，还可用作生物学荧光标记物，因而受到了物理、化学、材料科学及生物科学等交叉学科的广泛关注和重视。

2、传统高温固相法需要较高的温度，容易导致moo3的挥发，而且不能保证得到形貌足够好的晶体。因此，一些低温合成技术方法，如化学沉淀法、水热合成法、微乳液法等应运而生。化学沉淀法这是一种在金属盐溶液中加入沉淀剂或者一定条件下使其生成沉淀，然后将沉淀经洗涤、热分解等处理后得到纳米粒子的方法。其中，沉淀剂包括oh-、c2o42-、co32-等)，该法操作简单但是制备得到材料粒径难以控制，纯度、结晶度不高。水热法是指在密封的压力容器(通常是高压反应釜)中，以水为溶剂，在高温高压条件下进行的化学反应。首先前驱体在水热介质中被溶解，以离子或者分子团形式进入溶液，在高温、高压的作用下，在反应釜内形成水合钼酸盐材料。该方法设备要求高，大批量生产成本难以控制，且材料为结晶水合钼酸盐，仍需后续高温除水步骤。微乳液法是指通过反应物在微乳液的液滴内经过一系列物理化学反应来制备微纳米材料的一种方法。该法的突出优点是制备得到的材料粒径分布均匀，通过调整微乳液的组成和结构等参数来控制纳米材料的微观形貌、粒径分布等，从而制备出可控制微观形貌、尺寸和表面结构等的局部可控的微纳米材料。但此方法制备材料需用到有机溶剂，成本较高，不利于大规模生产。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一类钼酸盐材料的制备方法，该方法改良了传统的高温熔融法制备钼酸盐材料，采用水相旋蒸互溶法制备对应钼酸盐复杂氧化物，随后通过烧结法制备对应钼酸盐纯相。所制备的材料纯度高、结晶度好、且具有纳米尺度粒径，比表面积大。该方法易于操作，适用范围广，可用于多种钼酸盐的大规模生产。

2、本发明的技术方案如下：

3、一类钼酸盐材料的制备方法，包括钼酸盐前驱体的溶解，蒸发干燥以及烧结中的一种或几种；具体包括以下步骤：

4、(1)所述将一定比例的钼酸铵或钼酸钠、目标钼酸盐金属对应的硝酸盐或偏钒酸盐溶解于水或硝酸溶液中，形成前驱体溶液。

5、(2)将前驱体溶液进行蒸发干燥，得到目标钼酸盐前驱体粉末。

6、(3)将以上目标钼酸盐前驱体粉末进行烧结，得到对应目标钼酸盐纳米多晶纯相产物。

7、所述硝酸盐为硝酸铵、硝酸钠、硝酸镍、硝酸锌、硝酸铜、硝酸钴、硝酸锰、硝酸铈、硝酸铁、硝酸铋、硝酸铬或硝酸钾，或其对应盐的水合试剂中的一种或多种；所述偏钒酸盐为偏钒酸铵或偏钒酸钠，或其对应盐的水合试剂中的一种或多种；所述钼酸铵或钼酸钠为钼酸铵或钼酸钠的非水合试剂和或其对应的水合试剂中的一种或多种。

8、步骤(1)所述前驱体溶液中硝酸溶液的浓度为0～5mol·l-1，优选为0～2mol·l-1；钼离子浓度为0.001～10mol·l-1，优选为0.01～2mol·l-1；钼酸盐对应金属硝酸盐前驱体浓度0.001～10mol·l-1，优选为0.01～2mol·l-1。

9、步骤(2)所述蒸发过程为真空干燥、减压蒸馏、旋转蒸馏中的一种或多种。

10、步骤(2)所述前驱体溶液干燥蒸发装置包括真空干燥箱、减压蒸馏装置、旋转蒸馏装置中的一种或多种。

11、步骤(2)所述蒸发温度为40～100℃，优选为50～85℃；蒸发时间为1～10000min，优选为120～600min；搅拌或旋转速率为0～400rpm，真空度为0.01～1bar，优选为0.01～0.1bar。

12、步骤(3)所述烧结设备包括管式炉或马弗炉中的一种或多种。

13、步骤(3)所述烧结气氛为空气、氩气、氮气、氧气、氢气中的一种或多种。

14、步骤(3)所述烧结温度为400～600℃；烧结时间为2～40h。

15、本发明还提供上述方法制备的钼酸盐材料，包括钼酸镍、钼酸锌、钼酸铜、钼酸钴、钼酸锰、钼酸铈、钼酸铁、钼酸铋、钼酸铬、钼酸钒中的一种或多种。

16、基于以上技术方案，优选的，所述钼酸盐为具有纳米级粒径分布、纯相、纳米多晶、无杂质、晶体。

17、基于以上技术方案，优选的，所述钼酸盐的粒径小于200nm。

18、有益效果

19、1、本发明采用溶解、烘干、烧结方法，无需传统固体熔融法高温制备对应钼酸盐材料，具有简单、高效、节能、环保等优点，便于工业化大规模生产。

20、2、采用本发明提供的制备方法制备的钼酸盐材料，纯度高，具有结晶度高、纯相、纳米尺度晶粒。

21、3、本产品主要应用于化学化工领域，是合成特定含钼材料的重要前驱体。

技术特征：

1.一类钼酸盐材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液制备的具体方法为：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当目标钼酸盐的金属为铋或铬时，前驱体溶液中的溶剂为硝酸溶液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

7.权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的钼酸盐材料。

8.根据权利要求7所述的钼酸盐材料，其他特征在于，所述钼酸盐材料包括钼酸镍、钼酸锌、钼酸铜、钼酸钴、钼酸锰、钼酸铈、钼酸铁、钼酸铋、钼酸铬、钼酸钒中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的钼酸盐材料，其特征在于，具有纳米级粒径分布、纯相、无杂质、晶体。

10.根据权利要求7所述的钼酸盐材料，其特征在于，所述钼酸盐的粒径小于200nm。

技术总结本发明提供一类钼酸盐纳米材料的制备方法，改良了传统的高温熔融法制备钼酸盐材料，具有简单、高效、节能、环保等优点。本产品主要应用于化学化工领域，是合成特定含钼材料的重要前驱体。技术研发人员：邓德会,薄鑫,刘艳廷,高鹤华受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18