[發明專利]一種γ-Ga2

在審

• 申請號: 202010745842.5
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112010342A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 楊為佑;張冬冬;余浩
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: C01G15/00
• 分類號: C01G15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 王玲華;洪珊珊

本發明提供的一種新穎γ?Ga₂O₃納米片的制備方法，包括：使用超聲波處理包括鎵單質、水和有機溶劑的混合物的步驟。該制備工藝和設備要求簡單、材料成本低廉、實驗參數少，且實驗條件溫和，無需額外施加熱源和壓力，在常溫常壓條件下即可快速制備毫克級至幾十千克級γ?Ga₂O₃納米片。

技術領域

本發明屬于γ-Ga₂O₃納米片制備技術領域，涉及一種新穎的γ-Ga₂O₃納米片的制備方法。

背景技術

Ga₂O₃納米材料由于其獨特的物理和化學特性在實際應用中具有廣闊的前景，例如應用于高效催化劑、電池、半導體器件、超級電容器、儲氫以及磁性和光學器件中，是當前先進功能材料研究的熱點。Ga₂O₃作為第四代半導體存在五個不同的相，分別為α、β、γ、δ、ε。但是，作為Ga₂O₃中的一種，亞穩態γ-Ga₂O₃并沒有被充分研究，因其惡劣的合成條件：如高溫和/或高壓、反應時間長及分離效果差等。如專利申請JP2009-126764A公開一種γ-Ga₂O₃制備方法：在堿性水溶液中，通過200℃以上高溫和10MPa以上高壓，將β-Ga₂O₃轉換為γ-Ga₂O₃。期刊論文(王東升,張素玲,魏磊等.用于低溫漿態床二甲醚水蒸氣重整制氫的水解組分γ-Ga₂O₃的制備與表征[J].燃料化學學報,2018(6):666-672)公開了通過500℃高溫熱處理GaOOH前驅體得到γ-Ga₂O₃。這些制備方法均需在高溫和/或高壓下進行，且制備的產物產量少，不適用于大規模商業化生產，存在很大局限性。

常溫常壓的溫和反應一直受到國內外許多學者的研究與關注，這些反應通常設備簡單、合成工藝溫和、可控性強，且工藝具有良好的可重復性。常見的常溫常壓溫和反應方法有球磨法，聲化學法等。其中超聲誘導的化學反應能量主要來源于聲空化過程中形成的熱點(即液體中氣泡的形成、生長和破裂)，這一過程極大地集中了聲場低能量密度，氣泡破裂時達到的有效溫度可達到5200K，聲壓大于20MPa，同時空化氣泡破裂過程中的加熱和冷卻速率大于10¹⁰K/s。聲化學反應將成為納米氧化鎵材料合成的一種有效方法。

發明內容

本發明針對已有γ-Ga₂O₃納米材料合成方法存在的不足，提供一種通過超聲波處理在常溫常壓下就能制備毫克級乃至幾十千克級γ-Ga₂O₃納米片的方法。

本發明的以上目的通過以下技術方案實現：

一種γ-Ga₂O₃納米片的制備方法，包括：使用超聲波處理包括鎵單質、水和有機溶劑的混合物的步驟。

本發明γ-Ga₂O₃納米片的制備方法在溫度≤40℃、壓力≤0.15MPa下進行。

本發明γ-Ga₂O₃納米片的制備方法，作為優選，所述有機溶劑為含氮有機溶劑。

本發明γ-Ga₂O₃納米片的制備方法，作為優選，所述含氮有機溶劑為伯胺類有機溶劑和/或仲胺類有機溶劑。進一步優選，所述含氮有機溶劑為伯胺類有機溶劑。