CN101306800A - 一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法 - Google Patents

一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101306800A
CN101306800A CNA2008101161927A CN200810116192A CN101306800A CN 101306800 A CN101306800 A CN 101306800A CN A2008101161927 A CNA2008101161927 A CN A2008101161927A CN 200810116192 A CN200810116192 A CN 200810116192A CN 101306800 A CN101306800 A CN 101306800A
Authority
CN
China
Prior art keywords
container
preparation
metal oxide
metallic salt
oxide nanoparticles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008101161927A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101306800B (zh
Inventor
宋卫国
崔志民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemistry CAS
Original Assignee
Institute of Chemistry CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Chemistry CAS filed Critical Institute of Chemistry CAS
Priority to CN2008101161927A priority Critical patent/CN101306800B/zh
Publication of CN101306800A publication Critical patent/CN101306800A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101306800B publication Critical patent/CN101306800B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备金属氧化物纳米颗粒的方法。本发明方法使用一个可密闭的容器和一个可放置于可密闭容器中的开放容器，可溶性金属盐的极性有机溶液和挥发性碱溶液分别放入开放容器和可密闭容器中，使反应在封闭体系中一定温度下进行，得到所述高分散度的金属氧化物纳米颗粒。本发明方法操作简单、安全、成本低、适用性广，所用溶剂低毒、易得，同时避免了使用大量使用表面活性剂、脂肪酸、脂肪胺等带来得环境污染问题。得到的高分散度金属氧化物可作为催化剂，水处理材料和锂离子电池负极材料使用。

Description

一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法。
背景技术
金属氧化物纳米颗粒广泛应用在水处理、催化、生物、能源等领域。迄今为止，已经有多种方法被用来制备纳米金属氧化物，如热分解法、共沉淀法、水热法、微乳液法、超临界流体法等。中国专利号03150836.7公开了一种用有机络合物制备金属氧化物纳米颗粒的方法，通常在空气中直接把金属有机络合物燃烧得到金属氧化物纳米颗粒，然而此种方法得到纳米材料颗粒相对较大，比表面相对较小。
中国专利申请号200610131611.5公开了金属硝酸盐热分解的方法制备金属氧化物纳米颗粒，该方法直接把金属硝酸盐或者金属硝酸盐与硝酸铵的混合物加热分解，得到直径在3-25nm的纳米粒子，然而该方法所需温度较高，而且分解得到对环境有害的氮氧化学物。
中国专利申请号200510109217.7公开了以金属离子溶液在碱金属氢氧化物、脂肪酸和有机极性溶剂的混合体系中加热制取单分散金属氧化物的方法，该方法所得颗粒粒径均一，但所需原料种类较多，且所得氧化物表面一般有一层有机物保护膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法。
本发明提供的制备金属氧化物纳米颗粒的方法，是在开放容器中，将可溶性金属盐溶于极性有机溶剂后，再将该开放容器置于含有挥发性碱的溶液的密闭容器中，并密闭该密闭容器，在100-300℃反应，得到本发明提供的高分散度金属氧化物纳米颗粒。
上述制备方法中，可溶性金属盐为铁、钴、锡、钛、锌或锰的硝酸盐、硫酸盐、氯化物或醋酸盐；挥发性碱溶液为乙二胺水溶液、甲胺水溶液或氨水；各种常用的极性有机溶剂均适用于本方法，优选乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或其任意比例的混合物。可溶性金属盐与挥发性碱的摩尔比为1∶2-1∶2000，优选1∶2-1∶200。可溶性金属盐的极性有机溶液的浓度为0.01-1mol/L，挥发性碱溶液的质量百分比浓度为1-35％。该制备方法的反应时间为5分钟-20小时。
本发明利用开放容器和可密闭容器构成反应体系，所得金属氧化物纳米颗粒的分散度高，无团聚现象，表面无有机物膜。制备方法工艺简单，操作简便，生产成本低，反应体系中溶剂品种少，毒性小，环境污染小，非常适宜于大规模工业化生产，所得金属氧化物纳米颗粒在水处理、催化、生物、能源等领域中具有广泛的应用。
附图说明
图1为本发明制备方法中所用反应装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1制备得到的四氧化三铁的X射线粉末衍射图。
图3为本发明实施例1制备得到的四氧化三铁的TEM电镜检测图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明提供的制备方法中，所用反应装置的结构示意图如图1所示，其中，1为开放容器，2为可溶性金属盐的极性有机溶液，3为密闭容器，4为挥发性碱的溶液。
实施例1、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.404g分析纯硝酸铁，溶解在盛有5mL乙二醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到170℃，反应5分钟，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，黑色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到黑色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为四氧化三铁，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在4-9纳米之间。
实施例2、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.584g分析纯醋酸锌，溶解在盛有5mL乙醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到170℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，白色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到白色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为氧化锌，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在50-100纳米之间。
实施例3、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.351g分析纯氯化高锡，溶解在盛有5mL丙醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到170℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，浅黄色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到浅黄色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为二氧化锡，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在50-100纳米之间。
实施例4、制备金属氧化物纳米颗粒
量取0.5mL分析纯四氯化钛，溶解在盛有5mL丁醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到300℃，反应20小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，白色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到白色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为二氧化钛，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在2-20纳米之间。
实施例5、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.404g分析纯硝酸铁，溶解在盛有5mL戊醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到100℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，红色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到红色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为三氧化二铁，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在5-10纳米之间。
实施例6、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.682g分析纯硝酸钴，溶解在盛有5mL乙二醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到300℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，红色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到红色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为氧化钴，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在30-80纳米之间。
实施例7、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.020g分析纯硝酸铁，溶解在盛有5mL乙二醇的开放容器中，在可密闭容器中加入7μL氨水(25wt％)，再加入5mL水，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到200℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，黑色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到黑色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为四氧化三铁，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在5-15纳米之间。
实施例8、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.020g分析纯硝酸铁，溶解在盛有5mL乙二醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6.7mL氨水(25wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到190℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，黑色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到黑色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为四氧化三铁，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在5-15纳米之间。
实施例9、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.404g分析纯醋酸锰，溶解在盛有5mL乙二醇的开放容器中，在可密闭容器中加入3mL乙二胺，再加入3ml水，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到250℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，黑色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到黑色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为氧化锰，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在10-50纳米之间。
实施例10、制备金属氧化物纳米颗粒
称取0.664g分析纯硫酸锌，溶解在盛有5mL丙三醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL氨水(34wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到250℃，反应1小时，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，白色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到白色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为氧化锌，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在20-100纳米之间。
实施例11、制备金属氧化物纳米颗粒
称取2.02g分析纯硝酸铁，溶解在盛有5mL乙二醇的开放容器中，在可密闭容器中加入6mL甲胺水溶液(20wt％)，然后将开放容器置入可密闭容器中，将可密闭容器密封，加热到170℃，反应30分钟，等反应体系冷却后，打开可密闭容器，将开放容器从可密闭容器中取出，黑色沉淀在开放容器中生成，将沉淀离心分离、洗涤、干燥后得到黑色粉末。
产物经X射线衍射鉴定为四氧化三铁，用透射电子显微镜(TEM)进行形貌分析，观察到其形貌为高分散度纳米颗粒，粒径在5-15纳米之间。

Claims (10)

1、一种制备金属氧化物纳米颗粒的方法，是在开放容器中，将可溶性金属盐溶于极性有机溶剂后，再将所述开放容器置于含有挥发性碱的溶液的密闭容器中，并密闭所述密闭容器，在100-300℃反应，得到所述金属氧化物纳米颗粒。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐为铁、钴、锡、钛、锌或锰的硝酸盐、硫酸盐、氯化物或醋酸盐；所述挥发性碱溶液为乙二胺水溶液、甲胺水溶液或氨水。
3、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述极性有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或其任意比例的混合物。
4、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐与所述挥发性碱的摩尔比为1∶2-1∶2000。
5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐与所述挥发性碱的摩尔比为1∶2-1∶200。
6、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐的极性有机溶液的浓度为0.01-1mol/L，所述挥发性碱的溶液的质量百分比浓度为1-35％。
7、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述反应时间为5分钟-20小时。
8、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐与所述挥发性碱的摩尔比为1∶2-1∶2000，优选1∶2-1∶200。
9、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐的极性有机溶液的浓度为0.01-1mol/L，所述挥发性碱的溶液的质量百分比浓度为1-35％。
10、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性金属盐的极性有机溶液的浓度为0.01-1mol/L，所述挥发性碱的溶液的质量百分比浓度为1-35％。
CN2008101161927A 2008-07-04 2008-07-04 一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法 Expired - Fee Related CN101306800B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101161927A CN101306800B (zh) 2008-07-04 2008-07-04 一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101161927A CN101306800B (zh) 2008-07-04 2008-07-04 一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101306800A true CN101306800A (zh) 2008-11-19
CN101306800B CN101306800B (zh) 2010-04-07

Family

ID=40123511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101161927A Expired - Fee Related CN101306800B (zh) 2008-07-04 2008-07-04 一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101306800B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102060333A (zh) * 2011-02-18 2011-05-18 中山火炬职业技术学院 一种制备锰氧化物纳米材料的方法
CN102653416A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 同济大学 一种利用二氯二茂钛裂解制备二氧化钛纳米球的方法
CN102101687B (zh) * 2009-12-16 2013-05-08 国家纳米科学中心 制备氢氧化铝纳米棒的设备及制备氢氧化铝纳米棒的方法
CN103708545A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 天津大学 一种锂离子电池负极材料的制备方法
CN104261489A (zh) * 2014-09-25 2015-01-07 安徽师范大学 六边形β–氢氧化钴纳米片及其制备方法、超级电容器及其电极
CN104709882A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种过渡金属氧化物纳米粒子的制备方法
CN105731384A (zh) * 2016-01-13 2016-07-06 南京林业大学 一种无机氧化物纳米粉体的制备方法
CN110395776A (zh) * 2019-08-05 2019-11-01 中南大学 一种纳米级二氧化钌的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6962685B2 (en) * 2002-04-17 2005-11-08 International Business Machines Corporation Synthesis of magnetite nanoparticles and the process of forming Fe-based nanomaterials
CN100368305C (zh) * 2005-07-08 2008-02-13 中南大学 一种制备纳米氧化亚钴的方法
CN100357184C (zh) * 2005-10-19 2007-12-26 清华大学 一种制备单分散金属氧化物纳米粒子的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102101687B (zh) * 2009-12-16 2013-05-08 国家纳米科学中心 制备氢氧化铝纳米棒的设备及制备氢氧化铝纳米棒的方法
CN102060333A (zh) * 2011-02-18 2011-05-18 中山火炬职业技术学院 一种制备锰氧化物纳米材料的方法
CN102060333B (zh) * 2011-02-18 2012-05-30 中山火炬职业技术学院 一种制备锰氧化物纳米材料的方法
CN102653416A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 同济大学 一种利用二氯二茂钛裂解制备二氧化钛纳米球的方法
CN102653416B (zh) * 2011-03-01 2014-01-29 同济大学 一种利用二氯二茂钛裂解制备二氧化钛纳米球的方法
CN104709882A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种过渡金属氧化物纳米粒子的制备方法
CN103708545A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 天津大学 一种锂离子电池负极材料的制备方法
CN103708545B (zh) * 2013-12-26 2016-01-13 天津大学 一种锂离子电池负极材料的制备方法
CN104261489A (zh) * 2014-09-25 2015-01-07 安徽师范大学 六边形β–氢氧化钴纳米片及其制备方法、超级电容器及其电极
CN105731384A (zh) * 2016-01-13 2016-07-06 南京林业大学 一种无机氧化物纳米粉体的制备方法
CN105731384B (zh) * 2016-01-13 2018-06-19 南京林业大学 一种无机氧化物纳米粉体的制备方法
CN110395776A (zh) * 2019-08-05 2019-11-01 中南大学 一种纳米级二氧化钌的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101306800B (zh) 2010-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101306800B (zh) 一种金属氧化物纳米颗粒的制备方法
JP5770675B2 (ja) 硫化リチウムの製造方法
JP5881306B2 (ja) 酸化チタン粒子の製造方法
WO2016158806A1 (ja) 新規な鉄化合物とグラフェンオキサイドとの複合体
Li et al. Surface modification of spinel λ-MnO2 and its lithium adsorption properties from spent lithium ion batteries
Zhao et al. Monodisperse iron phosphate nanospheres: preparation and application in energy storage
Shahmiri et al. Effect of pH on the synthesis of CuO nanosheets by quick precipitation method
CN107755691B (zh) 一种碳包覆铜微纳米颗粒复合材料的制备方法
Kundu et al. Shape-selective synthesis of non-micellar cobalt oxide (CoO) nanomaterials by microwave irradiations
CN106348281A (zh) 一种水热制备双荧光石墨烯量子点的方法
CN107282940B (zh) 一种利用三七提取液制备金纳米颗粒的方法
US20180237314A1 (en) Synthesis of deep eutectic solvent chemical precursors and their use in the production of metal oxides
CN105567227A (zh) 一种从咖啡渣固体废弃物中提取石墨烯量子点的方法
CN106830051A (zh) 一种以工业氧化锌为原料制备纳米氧化锌粉体的方法
CN106517130B (zh) 一种以富磷生物质制备羟基磷酸铁微纳米粉体材料的方法
CN102874863B (zh) 一种氧化锌纳米颗粒的合成方法
CN106944030A (zh) 一种氧敏感性半导体氧化物纳米材料的制备及其应用
Mao et al. Template-free synthesis of VO x hierarchical hollow spheres
CN106517360A (zh) 一种粒子自组装四氧化三钴微米球形粉体及其制备方法
CN106586996B (zh) 一种无水磷酸铁的制备方法
CN106517299A (zh) 一种片状自组装碱式碳酸铜花球及其简易制备方法
CN103920873B (zh) 包覆有惰性外壳的复合镍纳米颗粒的制备方法
CN103030118B (zh) 一种CuInSe2纳米粒子的形貌与尺寸可控制备方法
Al Jabbar et al. Synthesis, characterisation and catalytic activity of V2O5 nanoparticles using Foeniculum vulgare stem extract
CN110857222A (zh) 三氧化二钒粉体的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100407

Termination date: 20210704

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee