[發明專利]一種軟模板法合成介孔片狀結構組成的NiO微球的方法

有效

• 申請號: 201410267424.4
• 申請日: 2014-06-08
• 公開（公告）號: CN104030371A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 呂仁江;高立娣;楊玉林;李欣遠;李英杰
• 申請（專利權）人: 呂仁江;高立娣;楊玉林;李欣遠;李英杰
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04;B82Y40/00;B82Y30/00
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【技術領域】

本發明涉及無機納米材料的制備領域，特別是一種軟模板法合成介孔片狀結構組成的NiO微球的方法。

【背景技術】

納米氧化鎳(NiO)為一種重要的過渡金屬，是一種P型半導體材料。由于氧化鎳特殊的電學、磁學和催化特性，在電容器材料、磁性材料、催化劑材料、傳感器材料等領域被廣泛應用，已成為目前世界范圍內的研究熱點之一。也因為納米氧化鎳特殊的性質強烈依賴其形貌和尺寸，所以合成不同形貌和結構的納米氧化鎳、表征和相關性能的研究受到研究者的廣泛關注。介孔材料自誕生之日起就激起了無數學者的強烈興趣，介孔材料的合成與應用成了當前研究的熱點。介孔材料的應用多限于無序介孔材料，但有序介孔材料具有更多的優點。利用嵌段聚合物P123可以簡便的合成出具有有序介孔結構的納米材料。

納米氧化鎳已被合成出多種形貌，如納米粉體、納米線、納米管、納米球等。其制備方法多為氣相法、液相法和固相法。據文獻報道，Gui等(J.phys.Chem.C，2007，111，5622-5627)通過氯化鎳水溶液和肪水溶液混合反應，制備了呈六邊形的NiO納米片體。Feng等(J.Am.Chem.Soc.2008，130，5262-5266)以KIT-6為模板制備了雙峰分布的、有序介孔NiO材料。中國專利公開號為CNI01269850A涉及一種花形氧化鎳的制備方法，通過水熱法制備，以六亞甲基四胺、六水合硝酸鎳和去離子水為原料，配制成混合溶液，經攪拌均勻后，將上述混合溶液置于反應釜內，在80-150℃烘箱內加熱4-20h。再經離心沉淀、洗滌、烘干及焙燒處理，得到花形氧化鎳。中國專利公開號為CNI02126762A的涉及一種表面形貌可控的NiO納米花狀微球的制備方法，通過溶劑熱法制備，包括以下步驟：將表面活性劑溶解于乙二醇中，將硝酸鎳和苯甲酸分別溶解于為上述溶液中，之后加入濃度為2mol/L的NaOH溶液將上述混合溶液放置于反應釜內，在160-220℃下反應8-14h，再經離心、干燥和鍛燒處理得到產物納米NiO花狀微球。

上述文獻中提供的納米氧化鎳的制備方法，條件苛刻、耗時較長、無介孔結構或介孔結構不理想。因此，從生產工藝控制和節能環保方面考慮，亟需尋求一種簡便的合成納米介孔結構NiO的制備方法。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種軟模板法合成介孔片狀結構組成的NiO微球的方法；以針對于制備介孔NiO微球過程復雜、介孔結構不理想的難題，提供了一種工藝簡單的有序介孔結構納米片組成的NiO微球的制備方法。已制備出高分散、具有介孔片狀結構組成的NiO微球。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種軟模板法合成介孔片狀結構組成的NiO微球的方法，其具體步驟為：

(1)取六水合硝酸鎳NiNO₃·6H₂O配置成0.34mol/L的溶液，然后加入尿素；取嵌段共聚物P123溶解于乙醇與水的混合溶液中，并攪拌，制得混合溶液；

嵌段共聚物P123具體為PEO20-PPO70-PEO20，中文名稱為：聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物；

NiNO₃·6H₂O與尿素的配比為1mmol∶1～2mmol；

NiNO₃·6H₂O與P123的配比為1mmol∶0.3～0.4g；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液放置于聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，在80～200℃水熱條件下反應8～24h，冷卻至室溫；

(3)將步驟(2)所得渾濁溶液進行離心，用水和乙醇分別進行洗滌，然后干燥，既得氫氧化鎳前驅體；

(4)將氫氧化鎳前驅體在300～600℃條件下焙燒2～4h，得到介孔片狀結構組成的NiO微球。

所述的介孔片狀結構組成的NiO微球的直徑為1.2～1.8μm，該介孔結構的納米片厚度約為60nm，且在該納米片上均勻分布有直徑為20～25nm的孔，NiO成立方相，結晶度高。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：

(1)所制得的介孔納米片組成的NiO微球是有介孔的納米片組成的微納結構。

(2)所制得的介孔狀納米片組成的NiO微球純度高，不含有其它形貌的NiO。

(3)所制得的蓮藕狀納米片組成的NiO微球性能穩定，在空氣中不易變性。

(4)嵌段共聚物P123在合成過程中即作為結構導向劑，也作為致孔劑。