CN103506118A - 一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法 - Google Patents
一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103506118A CN103506118A CN201310187466.2A CN201310187466A CN103506118A CN 103506118 A CN103506118 A CN 103506118A CN 201310187466 A CN201310187466 A CN 201310187466A CN 103506118 A CN103506118 A CN 103506118A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- emulsion
- silica
- deionized water
- room temperature
- alkali formula
- 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
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 40
- ZZBBCSFCMKWYQR-UHFFFAOYSA-N copper;dioxido(oxo)silane Chemical group [Cu+2].[O-][Si]([O-])=O ZZBBCSFCMKWYQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 title abstract 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 33
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 23
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 12
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003287 bathing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- -1 battery Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供了一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法，包括下列步骤：(1)将二氧化硅球放入去离子水中，超声分散形成白色乳液；(2)然后将一定量含铜化合物和少量氨水加入到去离子水中形成混合溶液；(3)将两份溶液混合，搅拌一定时间，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在室温～95℃之间，机械搅拌0～30h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得到介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料。本发明所涉及原料廉价易得，成本低，产品工艺简单易实现，产品质量稳定且工艺重复性能好，易于实现批量化制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料及其制备方法，具体涉及一种水浴法介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料制备方法。
背景技术
近年来，微/纳米尺度硅酸盐核壳复合材料因其在催化剂、电池、气敏元件、药物控释、光电材料等方面的应用，引起人们广泛的关注。设计和制造具有核壳结构的硅酸盐复合材料受到人们越来越多的重视，也是材料科学前沿的一个日益重要的研究领域。特别是在催化过程中，铜的存在形式对其催化效果有着重要的影响，介孔状二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料，其比表面积大，具有催化活性强、催化剂载容量高的特点。而水浴法合成介孔状二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料，主要是因为水浴法有许多优点：使物体受热均匀，减慢熔化过程，便于观察研究诸如反应温度、浓度、时间、添加剂等因素对产物形貌的影响，研究其生长机理以达到可控制备的目的，对于的实际应用有着重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料及其制备方法，本发明其制备工艺简单，且易于批量生产。
本发明采用以下技术方案：
1、将二氧化硅球放入去离子水中，超声分散形成白色乳液；
2、然后将一定量含铜化合物和少量氨水加入到去离子水中形成混合溶液；
3、将两份溶液混合，搅拌一定时间，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在室温～95℃之间，机械搅拌0～30h，待充在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得到介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料。
较佳的，步骤1中将0.12g二氧化硅超声分散在35mL去离子水中，形成白色乳液。
较佳的，步骤1中所述二氧化硅根据
法制备。
较佳的，步骤2中含铜化合物为硝酸铜。
较佳的，步骤3中，将搅拌均匀的混合液放入水浴前，需要搅拌30min～1h。
较佳的，步骤3中，在水浴条件下，水浴温度在室温～95℃之间。
较佳的，步骤3中，在水浴条件下，机械搅拌时间为3-30h。
较佳的，所得产物为介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料。
本发明所述二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料中，碱式硅酸铜代表壳，二氧化硅代表核。
本发明所得产品工艺简单易实现，产品质量稳定且工艺重复性能好，易于实现批量化制备；通过控制水浴温度、反应时间及铜源，得到了分散性，尺寸均匀的介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料，其比表面积大，具有催化活性强、催化剂载容量高的特点，因此在催化材料方面有很好的应用，为功能材料的开发应用奠定了良好的基础。
附图说明
图1为不同温度下合成下合成二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的SEM照片：(a)90℃(b)70℃(c)50℃(d)室温。
图2为不同温度下合成二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的TEM照片：(a)90℃(b)70℃(c)50℃(d)室温。
图3为本发明制备的介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的SEM照片，反应时间为(a)0h(b)8h(c)12h(d)24h。
图4为本发明制备的介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的TEM照片：(a)0h(b)8h(c)12h(d)24h。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
以下实施例中所用氨水的氨含量为25％～28％(质量百分比)。
实施例1
具体步骤如下：
(1)将采用
法[W，Fink A，Bohn E，Controlled growth of monodispersesilica spheres in micron size range，J.ColloidInterface Sci.，1968，26(1)：62-69]制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水(含氨25％～28％)溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在90℃，机械搅拌12h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)产物经X射线衍射鉴定为二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料；形貌和结构通过SEM和TEM进行了表征，如图1a和2a所示。从图1a中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙，具有介孔结构；从2a中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有明显的介孔核壳结构。
实施例2
(1)将采用法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在70℃，机械搅拌12h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM和TEM进行了表征，如图1b和2b所示。从图1b中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙，具有介孔结构；从2b中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有明显的介孔核壳结构。
实施例3
(1)将采用
法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在50℃，机械搅拌12h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM和TEM进行了表征，如图1c和2c所示。从图1c中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙，具有介孔结构；从2c中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有介孔核壳结构。
实施例4
(1)将采用
法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在室温条件下，机械搅拌12h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM和TEM进行了表征，如图1d和2d所示。从图1c中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙；从2c中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有轻微的核壳结构。
实施例5
(1)将采用法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在90℃，机械搅拌0h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM了表征，如图3a和4a所示。从图中可知，二氧化硅表面较光滑，基本没有发生反应。
实施例6
(1)将采用
法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在90℃，机械搅拌8h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM了表征，如图3b和4b所示。从图3b中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙，具有介孔结构；从4b中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有明显的介孔核壳结构。
实施例7
(1)将采用法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在90℃，机械搅拌12h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM了表征，如图3c和4c所示。从图3c中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙，具有介孔结构；从4c中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有明显的介孔核壳结构。
实施例8
(1)将采用法制备的0.12g二氧化硅放入35mL去离子水中，经超声分散形成白色乳液；
(2)将0.037g硝酸铜加入1mL氨水溶于35mL去离子水中；
(3)将上述两份溶液混合，搅拌30min，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在90℃，机械搅拌24h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得产品。
(4)所得产物形貌和结构通过SEM了表征，如图3d和4d所示。从图3d中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜为球形，表面较粗糙，具有介孔结构；从4d中可知，所得二氧化硅/碱式硅酸铜具有明显的介孔核壳结构。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)、将二氧化硅球放入去离子水中，超声分散形成白色乳液；
(2)、然后将一定量含铜化合物和少量氨水加入到去离子水中形成混合溶液；
(3)、将两份溶液混合，搅拌一定时间，将搅拌均匀的乳液放入水浴中，在室温～95℃之间，机械搅拌0～30h，在空气中冷却至室温，离心、洗涤并干燥后得到介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中将0.12g二氧化硅超声分散在35mL去离子水中，形成白色乳液。
3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中含铜化合物为硝酸铜。
4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，将搅拌均匀的乳液放入水浴前，混合液需要搅拌30min～1h，确保形成均匀乳液。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，在水浴条件下，水浴温度在室温～95℃之间。
6.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，在水浴条件下，机械搅拌时间为3-30h。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述方法制备的介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310187466.2A CN103506118B (zh) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | 一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310187466.2A CN103506118B (zh) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | 一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103506118A true CN103506118A (zh) | 2014-01-15 |
| CN103506118B CN103506118B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=49889856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310187466.2A Expired - Fee Related CN103506118B (zh) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | 一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103506118B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105013489A (zh) * | 2015-05-31 | 2015-11-04 | 青岛科技大学 | 一种负载在SiO2上的Cu-Ni催化剂的制备方法 |
| CN107128937A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-05 | 浙江工业大学 | 一种氧化石墨烯/硅酸铜复合粉末及其制备方法和超疏水涂层中的应用 |
| CN110311135A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-10-08 | 东北大学 | 一种能装载硫的金属硫化物空心球、制备方法及应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851152A (en) * | 1987-03-27 | 1989-07-25 | Texaco Inc. | Prevention of formation of nickel subsulfide in partial oxidation of heavy liquid and/or solid fuels |
| CN101659417A (zh) * | 2008-08-28 | 2010-03-03 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 多孔硅酸盐纳米空心颗粒及其制备方法 |
| CN101863485A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-20 | 厦门大学 | 一种空心硅酸盐的制备方法 |
| CN102397774A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 二氧化硅/镍复合空心球及其制备方法 |
-
2013
- 2013-05-20 CN CN201310187466.2A patent/CN103506118B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851152A (en) * | 1987-03-27 | 1989-07-25 | Texaco Inc. | Prevention of formation of nickel subsulfide in partial oxidation of heavy liquid and/or solid fuels |
| CN101659417A (zh) * | 2008-08-28 | 2010-03-03 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 多孔硅酸盐纳米空心颗粒及其制备方法 |
| CN101863485A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-20 | 厦门大学 | 一种空心硅酸盐的制备方法 |
| CN102397774A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 二氧化硅/镍复合空心球及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王茹等: "《文科大学化学》", 30 June 2011, 科学出版社, article ""间接加热"", pages: 284 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105013489A (zh) * | 2015-05-31 | 2015-11-04 | 青岛科技大学 | 一种负载在SiO2上的Cu-Ni催化剂的制备方法 |
| CN107128937A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-05 | 浙江工业大学 | 一种氧化石墨烯/硅酸铜复合粉末及其制备方法和超疏水涂层中的应用 |
| CN110311135A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-10-08 | 东北大学 | 一种能装载硫的金属硫化物空心球、制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103506118B (zh) | 2016-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102641736B (zh) | 一种海胆状氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 | |
| CN103500622B (zh) | 磁性无机纳米粒/有序介孔二氧化硅核壳复合微球及其制备方法 | |
| CN101289190A (zh) | 一种官能化的中空二氧化硅微球及其制备方法 | |
| CN105060351B (zh) | 一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料及其制备方法 | |
| CN103922390B (zh) | 一种用于光催化的多孔氧化锌单晶纳米片的制备方法 | |
| CN102923791B (zh) | 溶剂热法制备多孔道四氧化三钴花状微球的方法 | |
| CN105502286B (zh) | 一种多孔纳米NiFe2O4的制备方法 | |
| CN103316614B (zh) | 一种γ-Fe2O3/SiO2纳米复合材料的制备方法及纳米复合材料颗粒 | |
| CN105562040B (zh) | 一种BiOCl-(001)/GO纳米复合光催化剂的制备及应用 | |
| CN104817106B (zh) | TiO2空心结构亚微米球的溶剂热合成方法 | |
| CN107134587A (zh) | 一种固态电解质用无机纳米粒子填料及其制备方法 | |
| CN102773110A (zh) | 古币形中空结构SnS2/SnO2复合光催化剂材料的制备方法 | |
| CN103506118B (zh) | 一种制备介孔二氧化硅/碱式硅酸铜核壳复合材料的方法 | |
| CN108238605B (zh) | 一种三维花状碱式硅酸镍微球及其制备方法 | |
| CN103030169A (zh) | 纳米氧化铜的形貌可控制备方法 | |
| CN104353844A (zh) | 一种二氧化硅/金/二氧化硅三层纳米粒子的制备方法 | |
| CN101891208B (zh) | 一种亚微米二氧化硅球体颗粒的制备方法 | |
| CN103263878B (zh) | 一种制备介孔碱式硅酸铜空心球的方法 | |
| CN104944458B (zh) | 一种水溶性铈前驱体制备多孔铈基氧化物方法 | |
| CN104477968A (zh) | 一种利用植物酚酸制备氧化亚铜纳米线的方法 | |
| CN104724756A (zh) | 一种一步法制备尺寸可控、特定结构钒氧化物的方法 | |
| CN104690293A (zh) | 一种不同长径比银纳米线的制备方法 | |
| CN102659123B (zh) | 亚微米球形硅微粉及其制备方法 | |
| CN102923755B (zh) | 一种制备Cu2O/SiO2核/壳结构纳米材料的方法 | |
| CN107583576A (zh) | 一种液态金属微型反应器 |
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 | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160413 Termination date: 20190520 |