[發明專利]一種FeMnOX

有效

• 申請號: 202010810782.0
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111892092B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 崔大祥;張芳;葛美英;盧玉英;胡雅萍
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C01G45/12
• 分類號: C01G45/12;C01B32/05;G01N27/12
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明公開了一種FeMnO_x@C納米材料的制備方法及其應用，該方法利用亞鐵鹽和錳鹽的可溶性化合物，按照Fe²⁺：Mn²⁺=8：(1～2)的摩爾比進行配料加入二甲基甲酰胺的溶劑中，在惰性氣體保護下，在100～120℃時滴入尿素的二甲基甲酰胺溶液，反應完成后，將所得產物與碳源混合研磨，然后在惰性氛圍下分步焙燒，得到FeMnO_x@C納米復合材料。本發明方法通過用C材料對金屬氧化物復合材料進行修飾，可顯著提升材料的電學性能。本發明所使用的原料廉價易得，成本低，減少了環境污染。同時，本發明制備的FeMnO_x@C納米復合材料在氣敏傳感器、氣體催化降解、光催化降解染料、鋰離子電池等領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術，涉及一種FeMnO_x@C納米材料的制備方法及應用，具體是指實現金屬氧化物復合材料C修飾的方法。

背景技術

金屬氧化物如FeO、MnO、ZnO、WO₃等及其復合材料由于具有性能優異、環境友善、資源豐富、價格低廉等優點，在氣體傳感器、鋰電池等領域應用廣泛。當前的研究重點除了對半導體二元金屬氧化物進行納米化、復合、修飾、摻雜等提升其氣敏性能外，對金屬氧化物進行摻雜及復合制備特殊形貌、組分及結構的材料研究也日益增多。其中，鐵系和錳系等變價金屬氧化物在氣敏傳感器領域應用前景非常廣。通過對材料進行C修飾，可改善其電學性能，可加快氣體的吸附及反應特性，提升材料的氣敏性能，大大提高材料的反應活性和響應時間，因此可以提高氣敏材料的靈敏度、響應時間和選擇性。

本發明制備了碳包覆FeMnO_x復合納米材料，該復合材料對甲苯具有非常好的響應信號，可用于甲苯氣體的檢測。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明目的在于提供一種FeMnO_x@C納米材料的制備方法，具體是指實現金屬氧化物復合材料C修飾的方法。

本發明的再一目的在于：提供一種上述方法得到的FeMnO_x@C納米材料產品。

本發明的又一目的在于：提供一種上述FeMnO_x@C納米材料產品的應用。

本發明目的通過下述方案實現：一種FeMnO_x@C納米材料的制備方法，利用亞鐵鹽和錳鹽的可溶性化合物，按照Fe²⁺：Mn²⁺=8：(1～2)的摩爾比進行配料加入二甲基甲酰胺的溶劑中，在惰性氣體保護下，在100～120℃時滴入尿素的二甲基甲酰胺溶液，反應完成后，將所得產物與碳源混合研磨，然后在惰性氛圍下分步焙燒，得到FeMnO_x@C納米復合材料。

所說的亞鐵鹽為硫酸亞鐵、四水合氯化亞鐵中的一種；錳鹽為硫酸錳、四水合氯化錳、四水乙酸錳中的一種。

在上述方案基礎上，所述的FeMnO_x@C納米材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：將尿素溶于二甲基甲酰胺中，尿素的濃度為0.02～0.09M的二甲基甲酰胺溶液；

步驟二：將亞鐵鹽和錳鹽與二甲基甲酰胺混合，按亞鐵鹽和錳鹽摩爾比1:1，尿素與亞鐵鹽和錳鹽陽離子的比例為(2～3):1配料，置于反應容器中，在氮氣氛圍中加熱至100～120 ℃，然后慢慢滴入步驟一制得的溶液，在氮氣氛圍中反應4～6小時；

步驟三：待溫度降至室溫，將溶液離心，將產物用去離子水和無水乙醇離心洗滌4～6次，60～90 ℃真空干燥，得干燥好的粉末；