CN102515285A - 一种硫化钴纳米晶的制备方法 - Google Patents

一种硫化钴纳米晶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102515285A
CN102515285A CN2011103749136A CN201110374913A CN102515285A CN 102515285 A CN102515285 A CN 102515285A CN 2011103749136 A CN2011103749136 A CN 2011103749136A CN 201110374913 A CN201110374913 A CN 201110374913A CN 102515285 A CN102515285 A CN 102515285A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
deionized water
reaction
erlenmeyer flask
beaker
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.)
Pending
Application number
CN2011103749136A
Other languages
English (en)
Inventor
曹丽云
李碧
李意峰
黄剑锋
吴建鹏
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.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
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 Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN2011103749136A priority Critical patent/CN102515285A/zh
Publication of CN102515285A publication Critical patent/CN102515285A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

一种硫化钴纳米晶的制备方法，将六水合氯化钴溶于去离子水得A溶液；调节A溶液的pH值为1.0-8.0得B溶液；将九水合硫化钠溶于去离子水得C溶液；将B溶液在超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中进行反应；反应结束后冷却至室温；将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶材料。本发明工艺简单，操作方便，反应周期短，温度低，能耗小，制备成本较低，粒径为20nm-50nm。

Description

一种硫化钴纳米晶的制备方法
技术领域
本发明属于硫化物纳米材料技术领域，具体涉及一种声化学制备硫化钴纳米晶的方法。
技术背景
金属硫化物纳米材料具有特殊的非线性性质、荧光特性、量子尺寸效应和其它的重要物理化学性质，因而具有广泛的应用前景。具有3d价电子壳层结构的过渡金属硫化物更是具有良好的光学、电学和磁学等性能，被广泛应用于高能量密度电池、太阳能光电材料，因而受到广泛重视。而且纳米硫化物由于量子尺寸效应带来的能级改变、能隙变宽，使微粒的发射能量增加，光学吸收向短波方向移动，具有更优异的光电催化活性。
硫化钴就是过渡金属硫化物中的一种材料，作为一种无毒、环保的硫化物材料，硫化钴越来越多的引起了人们的高度重视。纳米硫化钴有着比大颗粒传统硫化钴更优越的物理、化学、光学、颜料性能以及更为广泛的用途。由于其性质的多样性，以后必将在磁性材料、电子材料[Mingkui Wang，Alina M.Anghel，Beno1t Marsan，Ngoc-LeCevey Ha，Nuttapol Pootrakulchote，Shaik.M.Zakeeruddin，and MichaelGratzel.CoS Supersedes Pt as Efficient Electrocatalyst for TriiodideReduction in Dye-Sensitized Solar Cells[J].American Chemical Society.2009，44(131)：15976-15977]、光学材料以及高强、高密度材料的烧结、催化、传感等方面拥有广阔的应用前景。目前，国内外关于硫化钴纳米晶的制备的报道还不多，主要有BaoShujuan等人[Shujuan Bao，Changming Li，Chunxian Guo，Yan Qiao.Biomolecule-assisted synthesisof cobalt sulfide nanowires for application in supercapacitors[J].Journalof Power Sources，2008，180(1)：676-681]以CoCl2·6H2O和L-半胱氨酸为原料，利用生物辅助的水热法制备出了硫化钴纳米线，Q.R.Hu等人[Q.R.Hu，S.L.Wang，Y.Zhang，W.H.Tang.Synthesis of cobalt sulfidenanostructures by a facile solvothermal growth process[J].Journal ofAlloys and Compounds，2010，491(1-2)：707-711]以Co(NO3)2·6H2O和硫脲为原料，利用一种温和的溶剂热生长法制备出硫化钴纳米结构。
近年来，声化学法已经被证明是一种制备纳米粒子的十分有效的方法。声化学，是利用声空化能加速或控制化学反应，提高反应产率和引发新化学反应的一门新的交叉学科，研究声能量与物质间的一种独特的相互作用。超声化学的原理来自于声空化。声空化是指液体中微小泡核的形成、振荡、生长、收缩至崩溃，及其引发的物理、化学变化。空化泡崩溃时，极短的时间内在空化泡周围的极小空间内，将产生瞬间的高温(～5000K)和高压(～1800atm)及超过10K/s的冷却速度[M.Behboudnia，M.H.Majlesara，B.Khanbabaee.Preparation of ZnS nanorods by ultrasonic waves[J].Materials Science and Engineering B，2005，122(2)：160-163]，并伴随有强烈的冲击波和(或)时速高达400km的射流及放电发光作用。这一极限环境足以使空化气泡内的气体产生热解离，变为低温等离子体，将泡内的介质加热分解等。因此，利用超声空化可以加速一系列过程的进程。超声波的能量和频率特性在制备过程中，可以表现为高温分解作用、分散作用、剪切破碎作用。这些作用施加于固液表面则表现为对固体表面的形态、组成、结构以及化学反应活性的影响。
发明内容
本发明的目的是提出一种声化学法制备硫化钴纳米晶的方法。本发明操作简单，所得的硫化钴纳米晶结晶良好，粒径分散较好，由于反应过程中产生瞬间的高温高压，并伴随有强烈的冲击波和高速的射流，从而加速了反应的过程，因此其反应周期短，反应温度低，能耗小，成本低，具有广阔的发展前景。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)取0.12g-1.20g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为1.0-8.0得B溶液；
3)取0.12g-1.20g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为500-1000W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在20-80℃反应1-8h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
本发明工艺简单，操作方便，反应周期短，温度低，能耗小，制备成本较低，所制备的硫化钴纳米晶粒径约为20nm-50nm。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的硫化钴纳米晶的X-射线衍射(XRD)图谱；
图2是本发明实施例1制备的硫化钴纳米晶的透射电子显微照片。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
1)取0.595g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为2.52得B溶液；
3)取0.195g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为800W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在70℃反应3h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后放入80℃的烘箱中进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
将所得的硫化钴纳米晶材料用X-射线衍射仪进行分析，发现产物为JCPDS编号为65-3418(图1)。将该样品用透射电子显微镜进行观察，可以看出所制备的样品尺寸约为20nm-50nm(图2)。
实施例2：
1)取0.12g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为1得B溶液；
3)取0.30g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为1000W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在50℃反应5h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后放入80℃的烘箱中进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
实施例3：
1)取0.45g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为3得B溶液；
3)取0.12g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为500W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在20℃反应8h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后放入80℃的烘箱中进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
实施例4：
1)取0.8g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为5得B溶液；
3)取1.0g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为700W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在60℃反应2h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后放入80℃的烘箱中进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
实施例5：
1)取1.0g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为8得B溶液；
3)取1.20g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为900W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在80℃反应1h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后放入80℃的烘箱中进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
实施例6：
1)取1.20g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为7得B溶液；
3)取0.80g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为600W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在40℃反应6h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后放入80℃的烘箱中进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。

Claims (1)

1.一种硫化钴纳米晶的制备方法，其特征在于：
1)取0.12g-1.20g的分析纯六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的红色透明A溶液；
2)调节A溶液的pH值为1.0-8.0得B溶液；
3)取0.12g-1.20g的分析纯九水合硫化钠(Na2S·9H2O)置于烧杯中，向烧杯中加入去离子水，搅拌，配置成50mL的无色透明C溶液；
4)将盛有B溶液的锥形瓶放入超声功率为500-1000W的超声波清洗器中进行震荡，然后将C溶液滴入B溶液中在20-80℃反应1-8h；
5)反应结束后，将锥形瓶取出冷却至室温；
6)将反应液的上层清液倒掉，沉淀倒入小烧杯中，分别用去离子水、乙醇洗剂后进行干燥，得到黑色的硫化钴纳米晶。
CN2011103749136A 2011-11-23 2011-11-23 一种硫化钴纳米晶的制备方法 Pending CN102515285A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103749136A CN102515285A (zh) 2011-11-23 2011-11-23 一种硫化钴纳米晶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103749136A CN102515285A (zh) 2011-11-23 2011-11-23 一种硫化钴纳米晶的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102515285A true CN102515285A (zh) 2012-06-27

Family

ID=46286436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103749136A Pending CN102515285A (zh) 2011-11-23 2011-11-23 一种硫化钴纳米晶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102515285A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102779655A (zh) * 2012-07-19 2012-11-14 中国科学院合肥物质科学研究院 基于软化学方法制备CoS对电极的方法
CN103436258A (zh) * 2013-08-07 2013-12-11 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种利用超声波气穴作用合成铜锌锡硫纳米量子点的方法
CN110669507A (zh) * 2019-10-29 2020-01-10 哈尔滨师范大学 一种可降解的非化学计量的硫化钴纳米点的制备方法及应用
CN111533179A (zh) * 2020-05-16 2020-08-14 赣州腾远钴业新材料股份有限公司 一种连续化制备大粒径β-型硫化钴晶体的制备方法
CN114132955A (zh) * 2021-11-28 2022-03-04 山东朋福新材料科技有限公司 一种六方晶系α-ZnS纳米材料的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129616A (en) * 1980-03-10 1981-10-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Separation of nickel and cobalt from sulfide precipitate of nickel and cobalt
JP2006008463A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Ise Chemicals Corp 硫酸コバルト水溶液の製造方法及び水酸化コバルトの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129616A (en) * 1980-03-10 1981-10-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Separation of nickel and cobalt from sulfide precipitate of nickel and cobalt
JP2006008463A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Ise Chemicals Corp 硫酸コバルト水溶液の製造方法及び水酸化コバルトの製造方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《硅酸盐通报》 20091031 李吉荣等 声化学法低温制备alpha-ZnS纳米粒子及其反应机理 1033-1037 1 第28卷, 第5期 *
J WANG ET AL.: "Synthesis and characterization of nanosize cobalt sulfide for rechargeable lithium batteries", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》, vol. 159, 6 June 2006 (2006-06-06), pages 287 - 290 *
ZHENRUI YU ET AL.: "CoS thin films prepared with modified chemical bath deposition", 《THIN SOLID FILMS》, vol. 415, 31 December 2002 (2002-12-31), pages 173 - 176 *
李吉荣等: "声化学法低温制备α-ZnS纳米粒子及其反应机理", 《硅酸盐通报》, vol. 28, no. 5, 31 October 2009 (2009-10-31), pages 1033 - 1037 *
陈卫平等: "NdFeB废料中钴的回收研究", 《稀有金属与硬质合金》, vol. 34, no. 2, 30 June 2006 (2006-06-30), pages 55 - 57 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102779655A (zh) * 2012-07-19 2012-11-14 中国科学院合肥物质科学研究院 基于软化学方法制备CoS对电极的方法
CN102779655B (zh) * 2012-07-19 2015-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 基于软化学方法制备CoS对电极的方法
CN103436258A (zh) * 2013-08-07 2013-12-11 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种利用超声波气穴作用合成铜锌锡硫纳米量子点的方法
CN110669507A (zh) * 2019-10-29 2020-01-10 哈尔滨师范大学 一种可降解的非化学计量的硫化钴纳米点的制备方法及应用
CN110669507B (zh) * 2019-10-29 2022-02-11 哈尔滨师范大学 一种可降解的非化学计量的硫化钴纳米点的制备方法及应用
CN111533179A (zh) * 2020-05-16 2020-08-14 赣州腾远钴业新材料股份有限公司 一种连续化制备大粒径β-型硫化钴晶体的制备方法
CN114132955A (zh) * 2021-11-28 2022-03-04 山东朋福新材料科技有限公司 一种六方晶系α-ZnS纳米材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. Microwave-assisted hydrothermal synthesis of Ni (OH) 2 architectures and their in situ thermal convention to NiO
Chen et al. Facile fabrication of novel porous graphitic carbon nitride/copper sulfide nanocomposites with enhanced visible light driven photocatalytic performance
Liu et al. Synthesis and adsorption/photocatalysis performance of pyrite FeS2
Bhirud et al. Surfactant tunable hierarchical nanostructures of CdIn2S4 and their photohydrogen production under solar light
Shui et al. Green sonochemical synthesis of cupric and cuprous oxides nanoparticles and their optical properties
Chen et al. Fabrication of TiO2 nanofibers assembled by Bi2WO6 nanosheets with enhanced visible light photocatalytic activity
Wu et al. Progress in the synthesis and applications of hierarchical flower-like TiO2 nanostructures
CN102698728B (zh) 一种二氧化钛纳米管/石墨烯复合材料及其制备方法
Wang et al. Facile fabrication of reduced graphene oxide/CuI/PANI nanocomposites with enhanced visible-light photocatalytic activity
Zi et al. A facile route to prepare TiO2/g-C3N4 nanocomposite photocatalysts by atomic layer deposition
CN103638950B (zh) 一种CuS纳米片光催化材料及制备方法
CN102515285A (zh) 一种硫化钴纳米晶的制备方法
Tanveer et al. Atypical BiOCl/Bi2S3 hetero-structures exhibiting remarkable photo-catalyst response
Devika et al. Low temperature energy-efficient synthesis methods for bismuth-based nanostructured photocatalysts for environmental remediation application: A review
CN107601557A (zh) 一种制备1T@2H‑MoS2/黑色TiO2的方法
CN103157495A (zh) 一种Au/BiOBr0.2I0.8可见光催化剂及其制备方法
CN108675339A (zh) 一种棒状自组装成球状的锌镉硫固溶体材料的制备方法
Li et al. Synthesis of bayberry-like hollow Gd/g-C3N4 nanospheres with high visible-light catalytic performance
CN106925306B (zh) 二维超薄ZnO/BiOBr0.9I0.1杂化日光催化剂及其制备方法
CN103436958A (zh) 铋纳米晶的制备方法
Hu et al. Novel synthesis of CuO nanofiber balls and films and their UV–visible light filteration property
CN102502888B (zh) 一种微波水热制备硫化钴纳米晶的方法
Huang et al. Flower-like CuO hierarchical nanostructures: synthesis, characterization, and property
Yang et al. Synthesis and photocatalysis of Al doped CdS templated by non-surfactant hypocrellins
CN102627316A (zh) 一种SnO2三维空心球纳米材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120627