[發明專利]介孔納米FeCoOx復合物的制備方法

在審

• 申請號: 201410454374.0
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105417588A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 袁曉紅;許中強;唐康健
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種介孔納米FeCoO_x復合物的制備方法。

背景技術

納米材料具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，并產生奇異的力學、電學、磁學、光學、熱學和化學等特性[Q.S.Wu,etal.Theworldofchemistry,1999,5,233]。FeCo、NiCo、FeNi等具有特殊磁性的雙金屬納米材料被相繼制備出來[T.M.Whitnet,etal,Science,1993,261,1316]。其納米結構綜合了納米材料和金屬材料的特性，表現出遠高于宏觀塊狀材料的優良性能。納米顆粒與介孔固體組裝介孔納米材料是90年代以來納米材料科學中引人注目的前沿領域，近年來出現了新的研究熱潮。介孔納米材料不但具有納米微粒和介孔結構的許多特性，而且產生了單純的兩種材料本身所不具備的特殊性質，例如，FeCoO_x磁性載流子只能通過介孔壁來傳遞相關性能，而具有納米尺度的介孔空腔變成了天然的阻斷層。我們可以根據人們的需要，通過調節不同的介孔結構來組裝多種多樣的納米介孔FeCoO_x復合體。

然而，納米介孔FeCoO_x復合體的制備還鮮有報道；而所報道的方法制備工藝復雜，需要引入價格昂貴的表面活性劑、復雜的大尺寸模板劑，使得成本極高；或者其納米顆粒容易長大、復合物極易產生相分離、所得產品比表面積小(只能達到100m²/g)。因此，具有大比表面(>100m²/g)且有完整晶體結構的納米介孔FeCoO_x復合體的制備還存在著很大的挑戰，常規合成方法限制了此類納米介孔FeCoO_x復合體的發展及應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的成本高、環境不友好、所得材料在無表活劑存在時比表面低、晶粒容易長大、復合物容易相分離的問題，提供了一種新的制備介孔納米FeCoO_x復合物的方法。該方法具有制備過程簡單；制備成本低(以價格低廉的高分子聚合物代替表面活性劑及昂貴的模板劑可有效降低成本)；環境友好(有機溶劑作為助劑的循環利用在降低成本的同時又達到了零排放)；所得材料比表面大，FeCoO_x復合性好等特點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種介孔納米FeCoO_x復合物制備方法，包括以下步驟：

a)將有機鐵、有機鈷和高分子聚合物溶解于有機溶劑中，得到混合液，所述的混合液中有機鐵、有機鈷的總量與高分子聚合物單體的摩爾比為0.01～10:1；

b)在100～260℃條件下，采用水蒸汽與混合液相接觸，使混合液中的有機鐵、有機鈷和高分子聚合物中同時發生水解/聚合反應，反應時間為8～72h，得到納米FeCoO_x復合物/高分子聚合物的復合前體；

c)在300～1000℃條件下將復合前體焙燒0.5～72小時，制得介孔納米FeCoO_x復合物。

上述技術方案中，有機鐵、有機鈷選自醇鐵或鈷酸酯、醇鈷或鈷酸酯中的至少一種，高分子聚合物優選自聚乙二醇、聚氧乙烯、聚乙烯醇中至少一種，其分子量為1000至40000，有機溶劑為難溶水的弱極性溶劑；優選的技術方案，有機溶劑選自苯、己烷、二甲苯、戊烷、庚烷；更優選的技術方案，有機溶劑為正己烷，正庚烷，反應溫度為100～260℃，反應時間為8～24h。

優選的技術方案，步驟b)中的反應溫度為110～250℃，反應時間為8～24h。更優選的技術方案，步驟b)中的反應溫度為120～240℃，反應時間為10～24h。

優選的技術方案，所述的混合液中有機鐵、有機鈷的總量與高分子聚合物單體的摩爾比為0.1～10:1。優選的技術方案為，400～600℃條件下將復合前體焙燒1～10小時，制得介孔納米FeCoO_x復合物。

優選的技術方案為，制得介孔納米FeCoO_x復合物粒徑為1～10納米。