[發明專利]一種CuCrO2

有效

• 申請號: 201810039443.X
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108187686B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王桂赟;田偉松;張廣林;王延吉;趙新強
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01J23/86
• 分類號: B01J23/86;B01J35/02;B01J37/03
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種CuCrO₂粉末的溶膠凝膠制備方法。該方法包括以下步驟：將等摩爾數的硝酸銅和硝酸鉻，配制混合溶液；再將檸檬酸和乙二醇加入其中，攪拌形成無色透明溶液；75℃～90℃水浴加熱4h～6h至形成粘稠狀液體；降至室溫，然后向其中加入氨水溶液，再轉移至75℃～90℃的水浴加熱使變為粘稠狀物質；真空干燥18h～40h，得到灰色粉末；轉移至管式爐中，300～550℃焙燒0.5h～1.5h，降溫、研磨，再在氮氣氛下800?950℃焙燒1h～3h得CuCrO₂粉末。本發明得到了顆粒細小、分散性良好、結晶完整性好且粒度分布較為均勻的CuCrO₂粉末。

技術領域

本發明屬于光催化技術領域，具體為一種光催化材料CuCrO₂粉末的溶膠凝膠制備方法。

背景技術

光催化是解決能源和環境問題的理想途徑之一，光催化劑的開發是其關鍵技術。過去的大量實驗結果表明，與單一導電性能的光催化劑相比，p-n復合催化劑更具有應用前景，與其相對應，尋找和制備良好性能的p型和n型半導體材料的重要性不言而喻。相對于已經開發出的大量n型半導體物質而言，具有p型導電特征的物質相對較少。CuCrO₂具有p型導電特征，能吸收可見光，在強酸、強堿水溶液中都具有穩定的性能，是有應用前景的光催化材料。

為了表現出良好的光催化及與n型半導體物質良好的復合性能，要求CuCrO₂不僅要具有良好結晶完整性，還要有較小的粒度和較為均勻的粒度分布。溶膠凝膠法是制備小顆粒固體粉末的理想方法之一，溶膠凝膠法合成樣品時，檸檬酸也是常選的金屬離子配合劑。

文獻(Pengfei Wang,Peng Li,Ting-Feng Yi,Xiaoting Lin,Yan-Rong Zhu,Lianyi Shao,Miao Shui,Nengbing Long,Jie Shu.Fabrication and electrochemicalproperties of CuCrO₂anode obtained by a sol–gel method，CeramicsInternational,2015,41:6668 –6675)報道了一種檸檬酸輔助溶膠凝膠法制備CuCrO₂粉末的方法，以硝酸鉻和硝酸銅為原料，檸檬酸為配合物，前驅體溶液用氨水調pH值至7，所得凝膠經熱處理制得CuCrO₂。結果顯示，制得的樣品粒度不是很小，粒度分布不夠均勻，最主要的是最終樣品的燒結現象較為嚴重，這顯然不利于其性能的發揮，分析其主要原因是溶膠初期將反應液的pH值調至堿性，不利于檸檬酸與鉻及銅離子的配合，甚至形成氫氧化銅和氫氧化鉻沉淀，不利于銅、鉻原子的分散，使制得的樣品顆粒不理想。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提出一種新的溶膠凝膠法制備CuCrO₂粉末的方法。該方法是以硝酸銅和硝酸鉻為原料，檸檬酸為配合劑，乙二醇為輔助凝膠試劑，氨水為助劑，溶膠凝膠法合成CuCrO₂，與現有技術不同的是，在凝膠形成后，金屬原子已足夠分散均勻的情況下向體系中加入適量氨水，借助體系中硝酸銨的分解促進顆粒的分散和有機物的分解，最終制得顆粒細小、分散性良好、結晶完整性好且粒度分布較為均勻的CuCrO₂粉末。

本發明的技術方案為：

一種CuCrO₂粉末的溶膠凝膠制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取等摩爾數的硝酸銅和硝酸鉻，配制硝酸銅+硝酸鉻的總質量濃度為5％-20％的混合溶液；

(2)將檸檬酸和乙二醇加入到步驟(1)中的混合溶液中，攪拌0.5h～1h，形成無色透明溶液；

其中，摩爾比為檸檬酸：(硝酸銅+硝酸鉻)＝1.0:1～3.0:1，摩爾比為乙二醇：檸檬酸＝0.8:1～1.2:1；