空心微球的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱處理水熱前驅(qū)物獲得WS2/W03空心微球的方法，所制備的產(chǎn)物作為一種復(fù)合材料，能夠快速、徹底吸附羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍(lán)等染料，可用于印染廢水處理，屬于復(fù)合納米材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)染料結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難降解，具有潛在毒性，印染廢水有機(jī)物含量高、色度高、成分復(fù)雜，為避免印染廢水污染環(huán)境，必須對(duì)其凈化處理。納米材料因其自身的高比表面積、活躍的表面活性和較高的表面能等特點(diǎn)，使其成為一種有效吸附材料。WS2/W03復(fù)合納米材料是一種對(duì)羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍(lán)等染料具有快速吸附作用的材料，用于印染廢水的處理效果令人滿意。
[0003 ] 在現(xiàn)有技術(shù)中有一種WS2/W03光催化劑，通過H2S高溫硫化WO3而制備。例如，將粉末狀WO3放入石英坩禍中，置于石英管式爐中，在300°C爐溫下以150mL/min的流速緩慢通入H2S氣體反應(yīng)I小時(shí)，停止通入H2S,待爐溫自然冷卻至室溫后，取出的產(chǎn)物經(jīng)研磨即為所述WS2/WO3光催化劑成品。該現(xiàn)有技術(shù)并未給出產(chǎn)物微觀形貌，也未涉及成品的吸附性能。該制備方法所使用的H2S是一種危險(xiǎn)氣體，與空氣混合遇明火、高熱會(huì)燃燒爆炸，與濃硝酸、發(fā)煙硫酸或其它強(qiáng)氧化劑劇烈反應(yīng)發(fā)生爆炸，H2S氣體比空氣重，能在低處四處擴(kuò)散，遇明火會(huì)引起回燃。
[0004]在現(xiàn)用技術(shù)中還有一種制備WS2/W03多孔空心殼納米負(fù)極材料的方法，也就是一種采用中間相碳微球(McMB)輔助溶膠一低溫真空熱還原法。該方法的制備步驟包括:1、將六價(jià)鎢鹽加至包含中間相碳微球的溶膠A中，攪拌制得溶膠B，該步驟以碳微球?yàn)槟０澹筗O3生長(zhǎng)在碳微球上；2、將步驟I制備的溶膠B干燥、研磨，之后在200?500°C下保溫0.5?2小時(shí)，得到多孔空心殼WO3納米晶；3、將步驟2制備的多孔空心殼WO3納米晶和硫粉分開放置在真空管式爐中，控制真空度為-0.01?-0.1MPa，溫度為200?500°C，反應(yīng)0.5?3小時(shí)，多孔空心殼WO3納米晶中的部分WO3硫化為WS2，最終得到WS2/W03多孔空心殼納米晶，該物質(zhì)能夠作為一種負(fù)極材料使用。然而，該方法所使用的碳微球模板，其制備、碳微球尺寸的控制、加入量的掌握以及模板效率都使制備難度增加，直接影響產(chǎn)物質(zhì)量。另外，硫化還原過程存在危險(xiǎn)，高溫硫化更加危險(xiǎn);硫的用量成為又一個(gè)影響產(chǎn)物質(zhì)量的因素，過量的硫還會(huì)污染環(huán)境。可見，該方法影響產(chǎn)品形貌的因素較多，工藝復(fù)雜，不易控制。當(dāng)然，該產(chǎn)物的納米多孔空心殼形貌不僅適合作為負(fù)極材料，也適合作為吸附材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了能夠簡(jiǎn)便、安全地制備具有強(qiáng)大吸附能力且質(zhì)量穩(wěn)定的WS2/W03復(fù)合材料，我們發(fā)明了一種熱處理水熱前驅(qū)物獲得ws2/wo3空心微球的方法。
[0006]本發(fā)明之熱處理水熱前驅(qū)物獲得WS2/W03空心微球的方法其特征在于，首先，配制反應(yīng)液:將氯化鎢、硫代乙酰胺加入去離子水中，攪拌，同時(shí)通入O2;其次，水熱法制備WS2/WO3前驅(qū)物:在高壓反應(yīng)釜中，在230?240 °C溫度下，水熱處理所述反應(yīng)液20?30h，得到空心微球狀WS2/W03前驅(qū)物;最后，熱處理所述WS2/W03前驅(qū)物:在470?520 °C溫度下，在N2保護(hù)氣氛中熱處理所述WS2/W03前驅(qū)物0.5?1.5h，得到產(chǎn)物WS2/W03空心微球。
[0007]本發(fā)明其技術(shù)效果在于，采用常規(guī)的水熱法一次性得到空心微球狀WS2/W03前驅(qū)物，如圖1所示，再經(jīng)煅燒即得到最終產(chǎn)物W&/W03空心微球，如圖2所示，尺度為ιμπι，且尺寸均勻，比表面積高達(dá)50.626m2/g。本發(fā)明采用水熱法即獲得空心微球狀WS2/W03前驅(qū)物，不需要采用任何模板，不僅消除一個(gè)影響因素，而且，簡(jiǎn)化制備步驟。在熱處理過程中采用犯保護(hù)氣氛進(jìn)行熱還原，安全系數(shù)較高?？梢?，本發(fā)明之方法實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單，影響因素少，安全系數(shù)較高。另外，在水熱法步驟，反應(yīng)溫度在230?240°C范圍內(nèi)，符合反應(yīng)釜內(nèi)膽耐溫要求，不僅能夠使反應(yīng)正常進(jìn)行，而且能夠延長(zhǎng)反應(yīng)釜內(nèi)膽的使用壽命。
[0008]本發(fā)明之方法向反應(yīng)液中通入02，其效果在于提高產(chǎn)物WS2/W03空心微球中的WO3的結(jié)晶質(zhì)量。如圖3所示，向反應(yīng)液中通入02增加含氧量，相比于不通02，甚至通入N2，WS2的衍射峰的確沒有變化，但是，與純冊(cè)3比較，見圖中曲線I所示，盡管WO3的(-112)、(140)兩個(gè)晶面的衍射峰變化很小，是否通入02、N2幾乎沒有影響，可是，WO3的(002)、(020)、(200)三個(gè)晶面的衍射峰因此出現(xiàn)明顯不同，通入O2，產(chǎn)物WS2/W03空心微球中的WO3的衍射峰明顯，如圖中曲線2所示，說明WO3的結(jié)晶質(zhì)量好，而不通O2，甚至通入N2，WO3的衍射峰平坦，如圖中曲線3、曲線4所示，說明WO3的結(jié)晶質(zhì)量較差。
[0009]本發(fā)明之產(chǎn)物WS2/W03空心微球作為一種吸附材料，其吸附效果可從其用于印染廢水的處理中看到。將產(chǎn)物WS2/W03空心微球分別加入到羅丹明B、亞甲基藍(lán)、甲基橙溶液中攪拌，并采取避光措施，如用錫紙遮光，形成黑暗的吸附環(huán)境，排除光催化以及染料自身光降解對(duì)判斷吸附效果的干擾。
[0010]如圖4所示，從羅丹明B溶液的可見光吸收光譜圖可知，其吸收峰位于550nm，見曲線I所示，當(dāng)向羅丹明B溶液加入WS2/W03空心微球后，隨著時(shí)間的推移，吸收峰逐漸減弱，見曲線2、3所示，3h后，吸收峰消失，見曲線4所示，表明由于WS2/W03空心微球的吸附，溶液中的羅丹明B濃度已經(jīng)變得非常低。
[0011]如圖5所示，從亞甲基藍(lán)的紫外-可見光吸收光譜圖可知，其在289nm和664nm各有一個(gè)吸收峰，見曲線I所示，當(dāng)向亞甲基藍(lán)溶液加入W&/W03空心微球后，隨著時(shí)間推移，吸收峰逐漸減弱，見曲線2、3所示，15min后，兩個(gè)吸收峰明顯降低，此時(shí)的吸附率達(dá)到94.22%，從吸附率和吸附時(shí)間兩方面看，WS2/W03空心微球不僅對(duì)亞甲基藍(lán)有優(yōu)異的吸附效果，并且還要優(yōu)于對(duì)羅丹明B的吸附效果。
[0012]如圖6所示，從甲基橙的紫外-可見光吸收光譜圖可知，其吸收峰位于504nm，見曲線I所示，當(dāng)向甲基橙溶液加入W&/W03空心微球后，隨著時(shí)間的推移，吸收峰逐漸減弱，見曲線2?5所示，3h后，吸收峰明顯降低，見曲線5所示，此時(shí)的吸附率接近96.2%，表明由于WS2/W03空心微球的吸附，溶液中的甲基橙濃度已經(jīng)變得非常低。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明之產(chǎn)物WS2/W03空心微球的SEM圖片。
[0014]圖2為本發(fā)明之產(chǎn)物WS2/WO3空心微球的XRD圖。在2Θ = 14.320°、33.575°、39.541°、58.424°處出現(xiàn)的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于WS2的(002)、( 101)、( 104)、( 110)