本發(fā)明涉及一種室溫固相化學(xué)反應(yīng)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽納米棒的方法。

背景技術(shù)：

多金屬氧酸（多酸）是構(gòu)建功能固體材料的優(yōu)秀無(wú)機(jī)構(gòu)筑塊，將其與合適的有機(jī)分子相結(jié)合，可構(gòu)建出具有新型功能特性的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料，兼具有機(jī)和無(wú)機(jī)基塊的性能,衍生出許多單個(gè)分子所不具備的新性質(zhì)，并可通過(guò)某些物理和化學(xué)修飾,實(shí)現(xiàn)分子設(shè)計(jì),以獲得特定功能的分子材料，更好地發(fā)揮其特異性能。

近年來(lái)大量研究表明，材料的性能不僅取決于材料的化學(xué)組成，也取決于材料各組分的介觀結(jié)構(gòu)(納米結(jié)構(gòu))，因而納米材料的控制合成非常關(guān)鍵。雖然各種納米材料的制備技術(shù)已經(jīng)取得了巨大突破，但目前對(duì)于多金屬氧酸鹽納米材料的合成方法還較為有限，如zhang等用軟模板法合成了星狀K₃[PMo₁₂O₄₀]·nH₂O納米結(jié)構(gòu)；Wang等用溶膠-凝膠法合成了[(C₄H₉)₄N]₄SiMo₁₂O₄₀·4H₂O納米粒子；Mayer等采用層層自組裝法制備了Au粒子與[SiW₁₀O₃₆(HSC₃H₆Si)₂O]^4-的雜化材料；Green等采用包封法制備了摻雜多金屬氧酸鹽的Si納米球；Ding等采用靜電紡絲法制得了Ag₄SiW₁₂O₄₀納米管。因此，合成納米結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽新材料、新方法的開(kāi)發(fā)和探索將具有巨大的發(fā)展空間與潛力。

室溫、近室溫固相化學(xué)反應(yīng)法是本實(shí)驗(yàn)室在系統(tǒng)研究固相配位化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上提出的制備納米材料的新方法，具有操作簡(jiǎn)便、選擇性好、產(chǎn)率高、綠色無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，在合成納米材料中顯示出巨大潛力。近來(lái)，本實(shí)驗(yàn)室探索了將該方法應(yīng)用于納米結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽的制備，成功制得了氨基酸-雜多酸化合物納米材料及未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽一維納米管狀材料，這些研究工作表明，室溫固相化學(xué)反應(yīng)法不僅為制備多金屬氧酸鹽納米材料提供了可行性實(shí)例，也為有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化一維納米結(jié)構(gòu)的合成、開(kāi)發(fā)與研究開(kāi)辟了一條新途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種室溫固相化學(xué)反應(yīng)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽納米棒的方法，該方法簡(jiǎn)便、高效、無(wú)需添加劑、無(wú)需加熱、綠色無(wú)污染，一步便可制得有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽納米棒。

本發(fā)明涉及一種有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽納米材料，其成分為(C₁₆py)₃PW₁₂O₄₀，合成步驟包括以下幾步。

(1) 以溴代十六烷基吡啶(C₁₆pyBr)或十六烷基吡啶四氟硼酸鹽(C₁₆pyBF₄)為有機(jī)給體，以12-鎢磷酸(H₃PW₁₂O₄₀·nH₂O)為無(wú)機(jī)受體，按摩爾比3:1準(zhǔn)確稱取。

(2) 先將兩種原料在室溫下于瑪瑙研缽中分別研磨10分鐘。

(3) 將研細(xì)的兩原料在室溫下于瑪瑙研缽中混合研磨，原料混合立即發(fā)生室溫固相反應(yīng)，由粉末原料變?yōu)檎吵頎罘磻?yīng)物，研磨2.5小時(shí)后為粉末狀。

(4) 將步驟(3)中的粉末繼續(xù)放置反應(yīng)48小時(shí)。

(5) 將步驟(4)中的粉末用水充分洗滌，再用乙醇洗滌，自然干燥，制得有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽 (C₁₆py)₃PW₁₂O₄₀納米棒。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明以溴代十六烷基吡啶(C₁₆pyBr)和12-鎢磷酸(H₃PW₁₂O₄₀·nH₂O)為原料經(jīng)過(guò)室溫固相化學(xué)反應(yīng)得到的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽(C₁₆py)₃PW₁₂O₄₀的掃描電鏡照片。

圖2為本發(fā)明以十六烷基吡啶四氟硼酸鹽(C₁₆pyBF₄)和12-鎢磷酸(H₃PW₁₂O₄₀·nH₂O)為原料經(jīng)過(guò)室溫固相化學(xué)反應(yīng)得到的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽(C₁₆py)₃PW₁₂O₄₀的掃描電鏡照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

按摩爾比3:1準(zhǔn)確稱取溴代十六烷基吡啶(C₁₆pyBr)和12-鎢磷酸(H₃PW₁₂O₄₀·nH₂O)，先將兩種原料在室溫下于瑪瑙研缽中分別研磨10分鐘，然后將研細(xì)的兩原料在室溫下于瑪瑙研缽中混合研磨，混合后立即發(fā)生室溫固相化學(xué)反應(yīng)，由粉末原料變?yōu)榘咨吵頎罘磻?yīng)物，研磨2.5小時(shí)后繼續(xù)放置反應(yīng)48小時(shí)得到肉粉色粉末，再將其依次用水和乙醇充分洗滌，自然干燥，制得白色有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽(C₁₆py)₃PW₁₂O₄₀納米棒，產(chǎn)率為90.8%。

實(shí)施例2

按摩爾比3:1準(zhǔn)確稱取溴代十六烷基吡啶(C₁₆pyBF₄)和12-鎢磷酸(H₃PW₁₂O₄₀·nH₂O)，先將兩種原料在室溫下于瑪瑙研缽中分別研磨10分鐘，然后將研細(xì)的兩原料在室溫下于瑪瑙研缽中混合研磨，混合后立即發(fā)生室溫固相化學(xué)反應(yīng)，由粉末原料變?yōu)榘咨吵頎罘磻?yīng)物，研磨2.5小時(shí)后繼續(xù)放置反應(yīng)48小時(shí)得到淺肉粉色粉末，再將其依次用水和乙醇充分洗滌，自然干燥，制得白色有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化多金屬氧酸鹽(C₁₆py)₃PW₁₂O₄₀納米棒，產(chǎn)率為91.3%。