“原位”腐蚀法制备纳米氧化钨及其催化合成己二酸的研究

提出一种在水热条件下"原位"腐蚀合成具有缺陷或者中空结构纳米氧化钨的方法，在水热体系中引入对硝基苯甲酸或者对氨基苯甲酸等难溶性有机物，可以调控纳米氧化钨的形貌、物相和粒度，同时可以产生"原位"腐蚀效应，造成产物具有中空或者缺陷结构。反应结束后有机物晶体与氧化钨可以很方便的实现分离。重点研究这些具有中空或者缺陷结构纳米氧化钨材料的微观物理化学组成与催化合成己二酸性能的影响。该方法开辟了一条制备中空或者有缺陷的纳米材料的新途径和模式，并且该方法还有望应用到其他在酸性水热体系合成的纳米材料，比如氧化钼、氧化钒等，在合成方法学和结晶学上具有重要意义。同时，研究结果将为新一代用于合成己二酸的纳米氧化钨催化材料的设计与控制合成提供理论基础。

水热合成是合成纳米材料的重要技术，已经得到国际学术界广泛应用。氧化钨是一种多功能无机金属氧化物半导体材料，具有良好的物理及化学性质，如催化性能，在很多领域都具有良好的应用前景。本项目围绕纳米氧化钨水热合成及其催化性能，开展了如下研究：（1）不同物相纳米氧化钨的调控研究；（2）不同形貌纳米氧化钨的调控制备研究；（3）多孔中空纳米氧化钨的微观物理结构与化学组成的研究；（4）纳米氧化钨的物相、微观结构与催化性能的关系；（5）纳米氧化钨的合成技术推广。.重要结果如下：.（1）以对氨基苯甲酸助剂，制备了具有大BET比表面积的W18O49纳米线 (223 m2/g)。结果发表在J. Mater. Chem. A, 2013, 1: 5831–5834上。.（2）以对氨基苯甲酸为助剂，制备了三斜晶形的WO3纳米片，材料展现了良好的催化性能。研究结果发表在Sens. Actuators B, 2013, 181: 537-543上。.（3）以共沉淀-水热法制得了系列TiO2-WO3纳米复合物。产物表现出了良好的吸附和循环使用性能。结果发表在J. Mater.Chem., 2012, 22: 13914-13917上。.（4）以对氨基苯甲酸为助剂，水热法制备了棒状纳米WO3，并考察了其催化合成己二酸的性能。己二酸的收率可达82.20%，纯度约98.8%。结果发表在Ceramics International 40 (2014) 11447–11451上。.（5）以对硝基苯甲酸为助剂，制备了WO3•0.33H2O纳米片，材料展现了良好的催化性能。结果发表在Materials Letter, 84 (2012) 151–153。.（6）以高浓度硫酸钠合成了氧化钨纳米棒，合成的产物具有良好的催化性能。相关研究结果发表在Sens. Actuators B，2016，223：743–749上。.（7）我们以“水热法制备微纳结构氧化钨”为题目发表了综述文章于《化学进展》，2013, 25（1）：105-114上。.课题组一项国家发明专利“棒状纳米三氧化钨及其催化合成己二酸的方法，ZL2013101891352”获得授权。.本项目丰富了氧化钨纳米材料合成方法，在合成方法学和结晶学上具有重要意义。同时，研究结果为新一代用于合成己二酸的纳米氧化钨催化材料的设计与控制合成提供理论基础。