第7期 赵婕等：CaWO4纳米材料的合成 .733. 法制备的样品做进一步分析，图3是纳米CaWO4 参数a=0.5242nm,c=1.137nm,a=3=y=90°， 材料的TG DSC分析图，可以看出，热分解过程可 单胞体积312.53)公布的各条谱线一一对照，符合 以分为三个阶段：第一阶段分解温区在25160℃， 得相当好，清楚地表明所合成的纳米CaWO4晶体 失重率在3%，其中在90.8℃时，有一个残留水分、 属四方晶系，其原子结构模型如图5所示（为了便于 吸附水分挥发的吸热峰；第二阶段分解温区在160~ 观察，改变了原子尺度的数据) 500℃，失重率在8%，在333.1℃（较强）和418.7℃ (较弱)分别有一个放热峰，此阶段主要是表面活性 Cawo 剂CTAB的燃烧；第三阶段分解温区500~800℃， 此时重量基本上没有变化，故选择在800℃进行样 品处理是比较合适的，所合成的纳米CaWO4均匀， 状态稳定 同时对该样品进行物相分析如图4.根据晶面 间距的实验值和标定的晶面指数由UnitCell软件计 102030405060708090100110 2(°) 算CaW04纳米材料的晶格参数：a=0.52488nm, c=1.13869nm,与JCPDS卡72-1624(CaW04晶格 图4CaWO4样品的XRD图谱 Fig-4 XRD pattern of CaWO,nanopowders (b) 0 图5[010](a)和[100](b)方向CaW04原子结构模型图 Fig-5 CaWO atom structure model in the directions of [10](a)and [100](b) 3结论 态]，而表面活性剂的用量、复配体系的选择还需 要进一步研究，该方法具有很好的稳定性，为进一 (I)在表面活性剂CTAB质量分数分别为 步研究纳米CaWO4的光学性能提供了保证. 0.83%,1.66%和3.32%的条件下，分别获得球粒 参考文献 状(30~50nm)、棒状、片状和叶状CaW04纳米材 料；在0P10/KHB92复配体系用量为10：1和1：1 [1]张立德，牟季美.纳米结构与纳米材料北京：科学出版社， 2001.51 时生成分别为球粒状、片状CaWO4纳米材料 [2]倪永红，葛学武，徐相凌，等.纳米材料制备研究的若干新进 (2)在制备纳米CaW04的过程中，柠檬酸铵起 展.无机材料学报，2000,15(1).9 了“缓释”作用，它的存在有利于晶核快速形成，同时 [3]谢毅.特殊纳米结构的化学自组装.无机化学学报，2002,18 (1):1. 又抑制晶体生长 [4]徐叙率，苏勉曾.发光学与发光材料.北京：化学工业出版社 (③)通过对XRD结果进行分析计算，模拟出 2004.468 CaWO4原子结构模型图，总结出其结构特点 [5]Blasse G.Classical phosphors:a Pandora's box.J Lumin.1997, 72.129 (4)成功制备了CaW04纳米材料，用该方法 [6]Treadaway M J.Powell R C.Luminescence of calcium tungstate 所制备纳米材料的形状取决于表面活性剂（或表面 crystals.Chem Phys.1974.61(10):4003 活性剂复配体系)在溶液中所形成的聚集体的形 [7]Tyminski J K.Lawson C M.Powell R C.Energy transfer be-法制备的样品做进一步分析．图3是纳米 CaWO4 材料的 TG－DSC 分析图．可以看出‚热分解过程可 以分为三个阶段：第一阶段分解温区在25～160℃‚ 失重率在3％‚其中在90∙8℃时‚有一个残留水分、 吸附水分挥发的吸热峰；第二阶段分解温区在160～ 500℃‚失重率在8％‚在333∙1℃（较强）和418∙7℃ （较弱）分别有一个放热峰‚此阶段主要是表面活性 剂 CTAB 的燃烧；第三阶段分解温区500～800℃‚ 此时重量基本上没有变化．故选择在800℃进行样 品处理是比较合适的‚所合成的纳米 CaWO4 均匀‚ 状态稳定． 同时对该样品进行物相分析如图4．根据晶面 间距的实验值和标定的晶面指数由 UnitCell 软件计 算 CaWO4 纳米材料的晶格参数：a＝0∙52488nm‚ c＝1∙13869nm‚与 JCPDS 卡72－1624（CaWO4 晶格 参数 a＝0∙5242nm‚c＝1∙137nm‚α＝β＝γ＝90°‚ 单胞体积312∙53）公布的各条谱线一一对照‚符合 得相当好‚清楚地表明所合成的纳米 CaWO4 晶体 属四方晶系‚其原子结构模型如图5所示（为了便于 观察‚改变了原子尺度的数据）． 图4 CaWO4 样品的 XRD 图谱 Fig．4 XRD pattern of CaWO4 nanopowders 图5 ［010］（a）和［100］（b）方向 CaWO4 原子结构模型图 Fig．5 CaWO4atom structure model in the directions of ［010］ （a） and ［100］ （b） 3 结论 （1） 在表面活性剂 CTAB 质量分数分别为 0∙83％‚1∙66％和3∙32％的条件下‚分别获得球粒 状（30～50nm）、棒状、片状和叶状 CaWO4 纳米材 料；在 OP－10／KH－B92复配体系用量为10∶1和1∶1 时生成分别为球粒状、片状 CaWO4 纳米材料． （2） 在制备纳米 CaWO4 的过程中‚柠檬酸铵起 了“缓释”作用‚它的存在有利于晶核快速形成‚同时 又抑制晶体生长． （3） 通过对 XRD 结果进行分析计算‚模拟出 CaWO4 原子结构模型图‚总结出其结构特点． （4） 成功制备了 CaWO4 纳米材料．用该方法 所制备纳米材料的形状取决于表面活性剂（或表面 活性剂复配体系）在溶液中所形成的聚集体的形 态［13］‚而表面活性剂的用量、复配体系的选择还需 要进一步研究．该方法具有很好的稳定性‚为进一 步研究纳米 CaWO4 的光学性能提供了保证． 参 考 文 献 ［1］ 张立德‚牟季美．纳米结构与纳米材料．北京：科学出版社‚ 2001：51 ［2］ 倪永红‚葛学武‚徐相凌‚等．纳米材料制备研究的若干新进 展．无机材料学报‚2000‚15（1）：9 ［3］ 谢毅．特殊纳米结构的化学自组装．无机化学学报‚2002‚18 （1）：1． ［4］ 徐叙 ‚苏勉曾．发光学与发光材料．北京：化学工业出版社‚ 2004：468 ［5］ Blasse G．Classical phosphors：a Pandora’s box．J Lumin‚1997‚ 72：129 ［6］ Treadaway M J‚Powell R C．Luminescence of calcium tungstate crystals．Chem Phys‚1974‚61（10）：4003 ［7］ Tyminski J K‚Lawson C M‚Powell R C．Energy transfer be- 第7期 赵 婕等： CaWO4 纳米材料的合成 ·733·