[發明專利]一種GaOOH,Zn2+

有效

• 申請號: 201910233072.3
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109796040B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 田俐;劉強;李巖
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C01G15/00
• 分類號: C01G15/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

本發明公開了一種GaOOH,Zn²⁺一維納米材料的制備方法。先將濃度為0.10～0.15mol/L的醋酸鋅和0.10～0.15mol/L的硝酸鎵水溶液混合，其中醋酸鋅與硝酸鎵摩爾比為0.6～1；再加入一定量的蒸餾水，攪拌至混合均勻后，在攪拌過程中加入0.10～0.15mol/L的Na₂EDTA水溶液，使Na₂EDTA與硝酸鎵摩爾比控制在0.6～1；加入正丁醇溶劑，使水與正丁醇體積比為1:1，用新鮮配制的氫氧化鈉溶液調節溶液pH，然后進行溶劑熱反應。本發明合成方法簡單，低溫易得、環境友好、綠色經濟、不需煅燒，可在溶液中直接得到產物，所得氫氧化氧鎵純度高，為一維結構納米結構，形貌單一、且分散性好。

技術領域

本發明涉及無機納米材料，特別涉及一種GaOOH,Zn²⁺一維納米材料的制備方法。

背景技術

納米材料，作為一種新型的潛力材料，自1861年開始進入科學家們的研究視野之后，一直受研究者關注。它是指在三維空間中至少有一維是處于納米尺寸范圍(1-100nm)，且處于這一范圍的顆粒總數量占整個材料中顆粒總數的一半以上的一種材料。其按維度一般分為零維納米材料、一維納米材料、二維納米材料和三維納米材料。目前，一維納米材料如納米線、納米棒、納米管、納米帶等形式的納米材料因其優異的光電性能而逐漸成為了科學家們研究的熱點方向。

金屬羥基氧化物，作為一種新型的納米材料，是指由氫氧根離子、氧離子與某一金屬離子構成的化合物，最常見的是由+3價金屬離子形成的化學式為 MO(OH)的化合物，其在催化、吸附、熒光材料和電化學等領域都具有很高的潛在應用價值。但是，就目前來說，與制備金屬氧化物和金屬硫化物等各種納米結構相比，金屬羥基氧化物一維納米材料的制備相對較少，尤其是摻雜金屬羥基氧化物一維納米材料的制備更不多見。

發明內容

本發明的目的在于首次創新提供一種GaOOH,Zn²⁺一維納米材料的制備方法，所得氫氧化氧鎵純度高，為一維納米結構，形貌單一且分散性好，其尺寸可通過反應條件來控制。

本發明是在水熱法基礎上，添加有機溶劑正丁醇，采用溶劑熱法來合成 GaOOH,Zn²⁺，得到了純相的一維納米結構，形貌單一且分散性好，是目前首次合成的一維納米GaOOH,Zn²⁺。基于材料的性能一般會隨粒徑的減少而優化，因此，我們所得到的納米GaOOH,Zn²⁺結構，有望提高氫氧化氧鎵的穩定性、光學及催化等性能，從而加強其在工程領域中的應用。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種GaOOH,Zn²⁺一維納米材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按醋酸鋅與硝酸鎵0.6～1的摩爾比，將醋酸鋅和硝酸鎵水溶液混合，得到混合液；

(2)在步驟(1)所得混合液中加入蒸餾水，攪拌至混合均勻后，再在攪拌條件中加入Na₂EDTA水溶液混合均勻，使Na₂EDTA與硝酸鎵摩爾比控制在 0.6～1；

(3)加入正丁醇溶劑，使水與正丁醇體積比為0.8～2:1，以新鮮配制的氫氧化鈉溶液調節溶液pH至9～11，在200～240℃條件下溶劑熱反應10～14h，得納米GaOOH,Zn²⁺。

進一步地，步驟(1)中，醋酸鋅、硝酸鎵溶液的濃度均為0.10～0.15mol/L。

進一步地，步驟(2)中，硝酸鎵溶液的濃度均為0.10～0.15mol/L。

進一步地，步驟(3)中，溶液pH調節至10。

進一步地，步驟(3)中，溶劑熱反應在帶有聚四氟乙烯內襯的高壓釜中進行。