一种稀土掺杂Re制造技术

本发明专利技术涉及一种稀土掺杂Re

A rare earth doped re

【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂Rey-MxWO3纳米粒子及其制备方法
本专利技术涉及一种稀土掺杂Rey-MxWO3纳米粒子及其制备方法，属于新材料及节能环保领域。
技术介绍
随着社会的发展和生产力的提高，人们对能源的需求越来越大，由于能源消耗过程中会产生大量的污染烟气和有害气体，由此所引起的各种环境问题如温室效应、酸雨等也日益受到全社会的关注。因此，节能降耗是各国经济可持续发展必须考虑的问题。太阳光谱中近红外光约占46％，在许多国家的能源消耗中，建筑能耗大约占全国能源消耗的30～40％，而通过玻璃门窗消耗的能源则占了建筑能耗的50％以上。建筑窗玻璃节能保温对于节能减排具有重要意义。同时，随着人们生活条件的改善和生活品质要求的提高，人们对自己的生活环境的要求也相应提高。室内空气质量逐渐成为人们关注的一个重要领域。厨房做饭产生的油烟及室内家具散发的甲醛等都在无形地危害着人们的身体健康。建筑物的窗玻璃占据了建筑物的大部分面积，其与室内空气紧密接触。如果涂覆于建筑窗玻璃上的透明隔热薄膜同时具有光催化降解有害污染物的功能，室内空气质量将得到大幅改善。已有专利报道，在涂料中添加具有透明隔热性能的MxWO3粒子可获得能够透过可见光和遮蔽近红外光的透明隔热薄膜。透明隔热贴膜可广泛应用于汽车贴膜和建筑门窗贴膜上。然而，MxWO3粒子的光催化性能不是很理想。因此，研究制备同时具备优异透明遮热功能和光催化降解有机污染物功能的MxWO3粒子是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种兼具透明遮热性能和光催化降解有机污染物功能的稀土掺杂MxWO3(Rey-MxWO3)粒子及其制备方法，其中，M可为锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)或氨(NH4)，稀土元素Re可为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)中的一种或几种。本专利技术所述稀土掺杂Rey-MxWO3粒子比表面积60～300m2/g，孔容积0.1～1.0cm3/g，平均孔直径10～20nm，不但具有较好的可见光透过和近红外遮蔽/透明隔热功能，而且还具备光催化降解有机污染物的功能。一种稀土掺杂Rey-MxWO3纳米粒子的制备方法，将稀土盐溶液、钨酸溶液、M盐、诱导剂于溶剂中混合，获得反应前驱液，将反应前驱液在150～400℃反应5～72小时，将反应后的沉淀物依次进行水洗、醇洗，经过离心分离后，在50～80℃下干燥获得Rey-MxWO3粉体，其中，反应前驱液中Re∶M∶W的原子摩尔比为0.001～1∶0.1～0.5∶1，钨酸在反应前驱液中的浓度为0.005～1.5mol/L；诱导剂在反应前驱液中的摩尔浓度为0.1～3.0mol/L；所述M盐为Li、Na、K、Rb、Cs、NH4的盐类。上述技术方案中，所述反应前驱液按下述方法配置：量取一定体积的稀土盐溶液，称取M盐和诱导剂，将其溶解于溶剂中，加入稀土盐溶液混合均匀后在搅拌条件下将钨酸溶液加入其中，继续搅拌1～5h，获得反应前驱液。上述技术方案中，所述的干燥方式包括常压干燥、真空干燥和冷冻干燥。进一步地，所述反应前驱液中还包含模板剂，模板剂以模板剂分散液的形式加入至反应前驱液中，模板剂分散液浓度为0.001～2g/mL，所述模板剂分散液在反应前驱液中的体积百分数为0～50％。上述技术方案中，所述反应前驱液按下述方法配置：量取一定体积的稀土盐溶液，量取一定体积的模板剂分散液，称取M盐和诱导剂，将其溶解于溶剂中，加入稀土盐溶液和模板剂分散液，混合均匀后在搅拌条件下将钨酸溶液加入其中，继续搅拌1～5h，获得反应前驱液。更进一步地，所述模板剂分散液优选使用水作为分散介质。进一步地，所述稀土盐溶液浓度为0.001～0.950mol/L；利用阳离子交换树脂将钨酸盐溶液转化为钨酸溶液，钨酸盐溶液浓度为0.1～2mol/L。进一步地，所述稀土盐为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐中的一种或几种；或由含La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的氧化物经酸溶解生成的盐类。进一步地，所述的M盐为含Na、K、Rb、Cs的盐类，更进一步的，所述M盐为Na、K、Rb、Cs的无机盐，如硫酸盐、氯化物、硝酸盐、碳酸盐或醋酸盐等。更进一步地，所述M盐为碳酸锂、硫酸锂、碳酸钠、硫酸钠、碳酸钾、硫酸钾、碳酸铷、硫酸铷、碳酸铯、硫酸铯、碳酸铵、碳酸氢铵或硫酸铵。进一步地，所述的模板剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、微晶纤维素、天然纤维素、淀粉、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠、半纤维素、木质素、细菌纤维素、市售椰果中的一种或几种。进一步地，所述的钨酸盐为钨酸钠、钨酸钾、偏钨酸铵、正钨酸铵、仲钨酸铵中的一种或其混合物。进一步地，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇中的一种或其混合物，优选为醇类或醇水混合液；其中，醇水混合液中醇水体积比为0.2～5:1。进一步地，所述诱导剂为草酸、甲酸、酒石酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、抗坏血酸、山梨醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、乙二醇、聚乙二醇、山梨酸、聚丙二醇、硼氢化钾、硼氢化钠、苯胺、乙酰丙酮、N2H4·H2O、N2H4·HCl、N2H4·H2SO4中的一种或其混合物，进一步地，所述诱导剂与W原子的摩尔比为0.05～15:1，优选为1～10:1。进一步地，所述水热反应温度优选为150℃～300℃，最优选180℃～280℃。本专利技术所述稀土掺杂Rey-MxWO3纳米粒子的制备方法还包括热处理的步骤，具体为：将所得Rey-MxWO3粉体在还原性气氛或惰性气氛中在200～800℃条件下热处理5min～24h。进一步地，所述热处理温度优选300～650℃，最优选450～600℃，热处理时间优选10～300min，最优选20～180min。进一步地，所述的还原性气氛或惰性气氛由单一的H2、NH3、N2、Ar气体或其中任意两种或多种组合的混合气体提供。进一步地，所述的还原性气氛或惰性气氛可通过在热处理反应炉内加入能够产生H2、NH3、CO等还原性气体的有机酸或有机化合物获得。本专利技术的另一目的是提供由上述方法制得的稀土掺杂Rey-MxWO3纳米粒子，所述Rey-MxWO3复合纳米粒子具有介孔空心结构，y＝0.001～0.60，x＝0.2～0.5，主晶相为六方钨青铜MxWO3中的一种或几种，Re＝La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的一种或几种。进一步地，所述Rey-MxWO3纳米粒子的比表面积为20～200mL/g，孔容积为0.1～1.0m3/g，平均孔直径10～20nm。利用上述方法制得的Rey-MxWO3纳米粒子具有近红外遮蔽/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土掺杂Re

【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂Rey-MxWO3纳米粒子的制备方法，其特征在于：将稀土盐溶液、钨酸溶液、M盐、诱导剂于溶剂中混合，获得反应前驱液，将反应前驱液在150～400℃反应5～72小时，将反应后的沉淀物依次进行水洗、醇洗，经过离心分离后，在50～80℃下干燥获得Rey-MxWO3粉体，
其中，反应前驱液中Re∶M∶W的原子摩尔比为0.001～1∶0.1～0.5∶1，钨酸在反应前驱液中的浓度为0.005～1.5mol/L；诱导剂在反应前驱液中的摩尔浓度为0.1～3.0mol/L；所述M盐为Li、Na、K、Rb、Cs、NH4的盐类。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应前驱液中还包含模板剂，模板剂以模板剂分散液的形式加入至反应前驱液中，模板剂分散液浓度为0.001～2g/mL，所述模板剂分散液在反应前驱液中的体积百分数为0～50％。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述稀土盐溶液浓度为0.001～0.950mol/L；利用阳离子交换树脂将钨酸盐溶液转化为钨酸溶液，钨酸盐溶液浓度为0.1～2mol/L。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述稀土盐为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐中的一种或几种；或由含La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的氧化物经酸溶解生成的盐类；
所述的模板剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、微晶纤维素、天然纤维素、淀粉、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠，半纤维素、木质素、细菌纤维素、市售椰果中的一种或几种；
所述的钨酸盐为钨酸钠、钨酸钾、偏钨酸铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬肖，史非，冉帅，杨静媛，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21