[發明專利]一種金屬氧化物或金屬復合氧化物的制備方法

有效

• 申請號: 201710854709.1
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107697888B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 陶進長;肖方明;曹洪楊;郭秋松;李偉;朱薇;高遠;金明亞;張魁芳
• 申請（專利權）人: 廣東省稀有金屬研究所
• 主分類號: C01B13/18
• 分類號: C01B13/18;C01F7/02;C01G49/06;C01G51/04;C01G53/04;C01G3/02;C01G9/02;C01G37/02;C01G25/02;C01F17/00;B01J23/72;B01J23/83;B01J23/75
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所有限公司 44216
• 代理人: 千知化

一種金屬氧化物或金屬復合氧化物的制備方法，步驟如下：將金屬硝酸鹽和分散體載體加熱至50~150℃，攪拌使金屬硝酸鹽熔融分散在分散體載體中，得到熔融的混合料液；加入模板劑，在攪拌下，得到熔融分散的混合料；在400~900℃溫度下煅燒3~5小時，隨爐冷卻后即可獲得粉末金屬氧化物或金屬復合氧化物。本發明的制備方法具有以下優點：原料易得，成本低廉，制備方法簡易可控，無需大型專用設備，易于實現工業化生產。

技術領域

本發明屬于無機材料的制備技術領域，具體涉及一種金屬氧化物或金屬復合氧化物的制備方法。

背景技術

金屬氧化物具有氧化還原活性、多變的價態以及良好的穩定性、耐腐蝕、耐高溫等特點，使其在傳感、光電、催化、吸附等領域有著巨大的應用前景，已成為近年來國內外前沿研究領域。

目前合成金屬氧化物及金屬復合氧化物的方法有溶劑熱法、溶膠凝膠法和化學沉淀法等等方法。（1）溶劑熱法是實驗室制備納米金屬氧化物的常規方法之一，通常是在金屬前驅體鹽的溶液中加入分散劑、結構導向劑以及還原劑，通過高壓熱反應來獲得特殊形貌的納米金屬氧化物晶體。這種方法可以獲得許多特殊形貌的金屬氧化物晶體，但制備條件較為復雜，形貌及尺寸控制也較其它方法困難，并不利于工業化生產。（2）溶膠凝膠法也是一種常見的制備金屬氧化物的方法，此方法通常是在含有金屬離子的水溶液中加入絡合劑或螯合劑，在一定條件下使金屬陽離子絡合或螯合在聚合物基體上形成溶膠體，然后經凝膠化獲得含金屬陽離子的凝膠前驅體，再經過煅燒該前驅體獲得所需的金屬氧化物。該方法存在著反應周期長、操作復雜、不利于工業化生產的缺點。（3）化學沉淀法是工業上生產金屬氧化物最常用的方法之一，化學沉淀法通常是在金屬陽離子的水溶液或酸性溶液中加入沉淀劑，通過攪拌、加熱回流等操作形成金屬陽離子的前驅體漿料，再將其經煅燒獲得對應的金屬氧化物。化學沉淀法具有制備方法簡單、成本低廉、易于工業化的優點，但對于金屬復合氧化物的生產制備存在著共沉淀條件難以控制的缺點。

本發明所采用的熔融分散法是通過將具有低熔點的金屬硝酸鹽熔融在低熔點的分散體載體上，經攪拌使得金屬陽離子均勻分散在分散體載體上，再加入模板劑，在模板劑的結構引導作用下，金屬陽離子和模板劑會均勻散布在分散體載體上，再經煅燒處理從而獲得相應的單分散的金屬氧化物顆粒。該方法關鍵在于金屬硝酸鹽的熔融分散，對于兩種及兩種以上的金屬硝酸鹽均適用此方法來制備金屬復合氧化物顆粒。通過熔融分散法可以更容易地控制金屬氧化物或復合金屬氧化物的顆粒形狀及尺寸，且此方法操作簡單、原料易得、利于工業化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬氧化物或金屬氧化物復合材料的制備方法，本發明的制備方法具有以下優點：原料易得，成本低廉，制備方法簡易可控，無需大型專用設備，易于實現工業化生產。

所述熔融分散法制備金屬氧化物或金屬復合氧化物的實現過程如下：將金屬硝酸鹽和分散體載體加熱至50~150℃，攪拌使金屬硝酸鹽熔融分散在分散體載體中，得到熔融的混合料液；加入模板劑，在攪拌下，得到熔融分散的混合料；在400~900℃溫度下煅燒3~5小時，隨爐冷卻后即可獲得粉末金屬氧化物或金屬復合氧化物。

所述金屬硝酸鹽與分散體載體的質量比為1~9:10。

所述金屬硝酸鹽為鋁、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉻、鋯、鑭或鈰的硝酸鹽，優選為九水硝酸鋁、九水硝酸鐵（III）、六水硝酸鈷(II)、六水硝酸鎳、三水硝酸銅(II)、六水硝酸鋅、九水硝酸鉻、五水硝酸鋯、六水硝酸鑭或六水硝酸鈰(III)中的一種或兩種以上。

所述分散體載體為聚乙二醇400、聚乙二醇600或聚乙二醇6000。

所述金屬硝酸鹽和分散體載體的加熱溫度優選為50~120℃。

所述模板劑為十六烷基三甲基溴化銨或泊洛沙姆F127。模板劑加入量為分散體載體質量的1~10%。

優選的煅燒溫度為500~800℃，優選煅燒時間為4小時。