[發明專利]一種超臨界乙醇合成納米片狀氧化鎳的方法

有效

• 申請號: 201410162143.2
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103950998A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 楊偉;王勝偉;王瑛;陳雙喜;王玉強;趙成龍
• 申請（專利權）人: 山東玉皇新能源科技有限公司
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

（一）????????技術領域

????本發明屬于無機材料技術領域，特別涉及一種超臨界乙醇合成納米片狀氧化鎳的方法。

（二）????????背景技術

氧化鎳(NiO)為典型的P型半導體,?在其晶格中存在電子空穴?，是一種催化性能較好的氧化型脫氫催化劑；氧化鎳晶格中存在Ni^2?+的空位，Ni^2?+有3d軌道，對多電子氧有選擇優先吸附的傾向，表現出較分子式NiO有過量的氧(非化學計量氧)，通過自身的電子空穴對水質有機染料進行光催化作用；氧化鎳（NiO）的理論容量為718mAhg^-1，其中具有網格結構氧化鎳電極表現出非常好的倍率性能10Ag^-1電流密度下循環20圈后，該電池容量還能保持在?700mAh?g^-1；另外氧化鎳在光電材料、氣敏傳感材料等方面有著廣泛的用途。

氧化鎳的制備方法在其研究領域中占有重要的地位，不同的制備工藝和方法對材料的結構與性能有很大影響。尤其是制備納米材料，納米氧化鎳粉體的沉淀法制備是含有鎳溶液中加入合適的沉淀劑,使鎳溶液經過與沉淀劑的反應形成前驅體沉淀物,沉淀物經過過濾，洗滌從溶液中分離出來,然后通過干燥脫水和熱分解得到納米氧化鎳粉體。沉淀法的優點是:工藝簡單，操作簡便，生產成本低，產物純度高；但是該法的缺點也很明顯,團聚較嚴重，粒徑分布不均勻。納米氧化鎳粉體的溶膠-凝膠法制備是含有鎳的醇鹽中水解生成溶膠,然后經過凝結成型變成凝膠,凝膠質因為聚合而固化,然后固化的凝膠通過干燥，焙燒等過程形成氧化鎳；溶膠-凝膠法制備的產品純度高，顆粒分布也均勻且分布較窄；但是由于該法中溶膠凝膠形成的速度較慢,所以導致整個試驗時間過長。水熱法制備納米氧化鎳的整個反應過程是在密閉容器中進行,以水為媒介；水熱法制備納米氧化物的原理是利用在高溫、高壓下氫氧化物在水中的溶解度大于相應的氧化物,而使氧化物從水中析出的方法；該方法利用了兩種化合物的溶解度差,避免了制備過程中存在化學反應而引起的硬團聚；該法的優點還包括粒子純度高、分散性好、生產成本低；但是由于在水熱條件下有很大部分金屬離子還是以離子形式存在于溶液中造成浪費。

超臨界流體（supercritical?fluid,SCF）是一種溫度和壓力超過臨界點以上的、無相界面且兼具液體和氣體性質的物質相態。這種特殊的相態位置決定了超臨界流體必然具有一些不同于通常的氣體和液體的特殊性質。如果能充分利用好這些特性，揚長避短，就能夠取得傳統方法所達不到的結果，發展超臨界技術的意義也在于此。與一般的流體相相比，超臨界流體的特殊性主要表現在以下兩個方面：優良的物性和強烈的參數敏感性。優良的物性是指超臨界流體具有與氣體接近的粘度、擴散系數和與液體接近的密度、優良的熱質傳遞性能以及獨特的溶解度等。一般采用水為介質，但是水的臨界溫度（374℃）和壓力（22.1MPa）對于反應容器要求極高，因為在此條件下，水就有很強的氧化能力。

（三）????????發明內容

????本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種工藝流程簡單、產品粒度分布均勻的超臨界乙醇合成納米片狀氧化鎳的方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種超臨界乙醇合成納米片狀氧化鎳的方法，以無機鎳源和無水乙醇為原料，包括如下步驟：

（1）將無機鎳源溶于無水乙醇中，得到綠色溶液，將醋酸銨和苯甲醇加入到綠色溶液中，攪拌后轉移至高壓反應釜中，反應開始前，用氮氣吹掃高壓反應釜，排除釜內的氧氣，打開加熱和攪拌開關，待反應溫度升至243-255℃后，維持反應30-1200min；反應結束后，調節反應釜加熱電壓為零，打開循環冷凝裝置，待釜內溫度降至200-212℃時，打開反應釜的調節閥，分別收集無水乙醇和氣溶膠狀的藍色納米粉末；

（2）將納米粉末放入管式爐里燒結，通入氮氣，設定反應溫度為350-400℃，最終得到產品。

為了解決對于設備要求不是很高的情況下和得到超細和分布均一的納米氧化鎳，本發明采用超臨界乙醇合成超純，超細，而且分布均一的納米氧化鎳。其一在于，乙醇相對于水的臨界溫度和壓力較低，分別為243.1℃和6.38?MPa，從而避免苛刻的設備要求，并且本發明采用泠凝裝置，使得乙醇得以回收利用；其次，臨界下乙醇具有很低的表面張力和很高的過飽和度等特性，可以減少氧化鎳粉體的粒徑，同事大大提高粉體的分散性。

本發明的更優方案為：

所述無機鎳源為六水硝酸鎳、四水醋酸鎳和六水氯化鎳中的一種。