[發(fā)明專(zhuān)利]一種ZIF-67衍生的CoO的合成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010344110.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111559761A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)金杰;鐘麗;胡悅;李啟彭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 溫州大學(xué);昭通學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C01G51/04
• 分類(lèi)號(hào): C01G51/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種以ZIF?67為模板，通過(guò)兩步反應(yīng)得到形貌保持的CoO微米顆粒的合成方法。制備步驟如下：(1)將Co(NO₃)₂·6H₂O和2?甲基咪唑分別溶于100mL甲醇中，之后攪拌合并金屬和配體溶液，再攪拌30min后靜置24h，得到ZIF?67微粒。(2)在空氣氣氛下，以10℃/min升至350℃對(duì)ZIF?67微粒進(jìn)行化學(xué)氣相沉積法(CVD,Chemical Vapor Deposition)管式爐煅燒2h，獲得Co₃O₄微粒，再進(jìn)行PVP包覆(摩爾比為:Co₃O_4/PVP?1:1.4，超聲并浸漬于乙醇中18h后直接離心干燥)。(3)在Ar/H₂氣氛下，以10℃/min升至800℃，對(duì)Co₃O₄微粒進(jìn)行CVD管式爐煅燒，保持2h，獲得CoO微粒。本發(fā)明首次制備出金屬有機(jī)框架衍生的形貌保持的CoO，所需材料廉價(jià)、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、重復(fù)率高，其在電催化等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值及很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微納米材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)衍生的CoO微粒的合成方法，得到形貌均一和多分散的CoO微粒。

背景技術(shù)

CoO是一種具有獨(dú)特的電學(xué)、光電學(xué)、磁學(xué)特性的材料，在光電子材料和器件方面有很廣泛的應(yīng)用，而這些應(yīng)用主要依賴(lài)于氧化亞鈷的形貌與比表面積。因此，近幾年來(lái)，不同形貌CoO的制備及性能研究備受關(guān)注。CoO形貌控制方法有很多種，例如表面活性劑覆蓋法、軟硬模板法、自組裝法、自旋轉(zhuǎn)納米帶或納米片法。目前已合成出各種形貌的一維CoO微納米結(jié)構(gòu)，包括納米棒、納米線、納米帶、納米管、納米釘?shù)龋约岸S的CoO納米片等。與其它形貌的CoO相比較，三維CoO材料因具有非常獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)性能從而成為一個(gè)熱點(diǎn)。優(yōu)異的導(dǎo)電性、磁性運(yùn)用于各種領(lǐng)域。迄今為止，已合成的三維CoO主要有不定形狀。

目前來(lái)說(shuō)，CoO材料的制備方法主要是固相法，氣相法和液相法三大類(lèi)。其中液相法因具有制備溫度低、成本低廉、可大面積制備等優(yōu)點(diǎn)，而成為一種經(jīng)濟(jì)的方法，并因此得到了廣泛研究。而水熱/溶劑熱合成法由于設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和、產(chǎn)物結(jié)晶度好和純度較高等特點(diǎn)而成為液相法中進(jìn)行無(wú)機(jī)材料合成和晶體生長(zhǎng)的重要途徑和有效手段。但是制備三維且形貌均勻的CoO的方法還有待于發(fā)展，運(yùn)用簡(jiǎn)單、可重復(fù)性好、低成本的合成方法制備三維CoO仍具有很大的挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用ZIF-67為模板，通過(guò)兩步反應(yīng)得到形貌保持的CoO微米顆粒及其制備方法。所述微粒粒徑為600nm。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：(1)將Co(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑分別溶于甲醇中，于800rpm/s下攪拌5min，之后將Co(NO₃)₂·6H₂O溶液倒入2-Methylimidazole溶液中，繼續(xù)攪拌30min，靜置陳化24h后得到形貌均勻的多分散菱形十二面體ZIF-67微粒。(2)利用化學(xué)氣相沉積法(CVD，Chemical Vapor Deposition)得到多分散的Co₃O₄微粒。將ZIF-67微粒置于石英舟上并在空氣氣氛下進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)管式爐煅燒。爐溫以10℃/min的升溫速率升至350℃。在350℃保持2小時(shí)后，獲得Co₃O₄微粒，進(jìn)行PVP包覆(摩爾比例為-Co₃O_4/PVP:1:1.4,超聲處理并浸漬于乙醇中18小時(shí)后直接離心干燥)。(3)將Co₃O₄微粒置于石英舟上并在Ar/H₂(50：50sccm)氣氛下進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)管式爐煅燒。爐溫以10℃/min的升溫速率升至800℃。在800℃保持2小時(shí)后，獲得CoO微粒。