CN103950995A - 一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法 - Google Patents
一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103950995A CN103950995A CN201410202893.8A CN201410202893A CN103950995A CN 103950995 A CN103950995 A CN 103950995A CN 201410202893 A CN201410202893 A CN 201410202893A CN 103950995 A CN103950995 A CN 103950995A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobaltosic oxide
- pink colour
- nitrogen
- product
- tricobalt tetroxide
- 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
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);cobalt(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 35
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 29
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 16
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 16
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- -1 cobaltous acetates Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 6
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 6
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- ZBYYWKJVSFHYJL-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+);diacetate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O ZBYYWKJVSFHYJL-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 229920006316 polyvinylpyrrolidine Polymers 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 8
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- URDCARMUOSMFFI-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid Chemical compound OCCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O URDCARMUOSMFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018916 CoOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHFPXGWXWOUBML-UHFFFAOYSA-N [O-][N+](=O)[Co]([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)[N+]([O-])=O Chemical compound [O-][N+](=O)[Co]([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)[N+]([O-])=O MHFPXGWXWOUBML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZOTKGJBKKKVBJZ-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+);carbonate Chemical compound [Co+2].[O-]C([O-])=O ZOTKGJBKKKVBJZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000001 cobalt(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，包括以下步骤：将四水乙酸钴和聚乙烯吡咯烷酮K-30溶解于乙二醇中形成溶液；在还原气氛中，将溶液加热搅拌，随后冷却到室温，得到粉色絮状产物；用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离；将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀；将下层沉淀放入真空干燥箱中烘干，得到的四氧化三钴前驱体，将四氧化三钴前驱体煅烧，即得到纳米级四氧化三钴。通过该方法可以制备出具有较大比表面积且形貌可控的纳米级四氧化三钴材料；该方法原料廉价易得，生产设备简单，易于实现控制；该方法制得的四氧化三钴纯度高，可在锂离子电池、超级电容器、气敏、生物传感和催化等诸多领域得到广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
四氧化三钴具有尖晶石晶体结构，是一种重要的磁性材料、p型半导体，被广泛应用于陶瓷、异相催化、锂离子充电电池的阳极材料、固态传感器、超级电容器、电致变色器件、太阳能吸收材料和颜料等领域。
制备四氧化三钴粉体的方法有很多：化学沉淀-热分解法、直接沉淀法、胶体化学法、机械球磨法、水热法等。目前已经实现工业化生产的方法主要为化学沉淀-煅烧法，即在控制温度、pH值等工艺条件下，可以制备各种热分解前驱体，同时控制前驱体的形貌和粒度，得到具有特定形貌粒度比表面积的四氧化三钴粉体。直接沉淀法通过控制一定条件从钴盐溶液中直接沉淀四氧化三钴粉体，例如，在六硝基钴酸钠溶液中通入氮气气体形成缓冲体系，陈化后生成Co3O4-CoOOH混合物沉淀，再经热处理生成球形四氧化三钴粒子。胶体化学法包括溶胶-凝胶法、胶溶法等：氯化钴与碳酸钴溶液混合后，通过调节pH值，生成水合氧化钴胶体，再经DBS表面活性剂和二甲苯萃取，制成有机溶胶，经回流脱水、减压蒸馏，除去有机溶剂后，在170-200℃下真空干燥后再高温热处理。水热法制备的四氧化三钴粉体，需要较高的反应温度和压力：采用二价钴盐分别与TEA、EDTA、HEDTA制备的螯合物作为前驱体，在250℃下，用双氧水作氧化剂，在强碱性溶液中陈化10h，生成四氧化三钴粒子。但这些方法需要特殊的仪器设备(如高压反应釜)及添加剂(离子液体)，且制备工艺复杂，成本较高，产物形貌难以调控，孔径分布不均一。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，以解决制备工艺复杂，成本较高，产物形貌难以调控的问题，且制备的纳米级四氧化三钴具有较大的比表面积和较高的纯度。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，该方法包括以下的步骤：
a)将1.5～3质量份四水乙酸钴和0.5～1.5质量份聚乙烯吡咯烷酮K-30溶解于95.5～98质量份乙二醇中形成溶液；
b)在还原气氛中，将溶液加热搅拌0.5～2h，加热温度为160～190℃，随后冷却到室温，得到粉色絮状产物，所述还原气氛为氮气；
c)用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离，弃去上层的未反应的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以及无水乙醇混合物，保留下层的粉色产物；
d)将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀，弃去上层清液；
e)将下层沉淀放入温度为50～80℃的真空干燥箱中烘干3～12h，得到的四氧化三钴前驱体，其中，所述保护气氛为氮气和氩气按任意比例混合的混合气体；
f)将四氧化三钴前驱体煅烧1～5h，煅烧温度为300～500℃，即得到纳米级四氧化三钴。
本发明中，优选的，步骤c)中，采用分液漏斗进行萃取分离。
本发明中，优选的，步骤d)具体分为以下几个步骤：
d1)将步骤c)得到的粉色产物均分到若干个离心管中进行离心处理，设定离心机转速为10000～15000r/min，离心时间为3～5min，离心结束倒出上层清液；
d2)再向每个离心管内加满无水乙醇，搅拌至沉淀溶解；
d3)重复步骤d1)和d2)，直至离心管中清液为无色。
本发明中，优选的，步骤f)中，将四氧化三钴前驱体置于保护气氛中进行煅烧，所述保护气氛为氮气、氩气、或氮气和氩气混合气体。
与现有四氧化三钴制备工艺相比，本发明具有以下优点：
(1)通过该方法可以制备出具有较大比表面积(10～30m2/g)且形貌可控的纳米级四氧化三钴材料；
(2)该方法原料廉价易得，生产设备简单，易于实现控制；
(3)该方法制得的四氧化三钴纯度高，基本达到100％，可在锂离子电池、超级电容器、气敏、生物传感和催化等诸多领域得到广泛应用。
附图说明
图1为本发明的实施例一制得的球状纳米四氧化三钴的扫描电镜图片；
图2为本发明的实施例一制得的球状纳米四氧化三钴的X射线衍射图；
图3为本发明的实施例二制得的空心立柱状纳米四氧化三钴的扫描电镜图片；
图4为本发明的实施例二制得的空心立柱状纳米四氧化三钴的X射线衍射图；
图5为本发明的实施例三制得的花状纳米四氧化三钴的扫描电镜图片；
图6为本发明的实施例三制得的花状纳米四氧化三钴的X射线衍射图。
图7为本发明的实施例四制得的花状纳米四氧化三钴的扫描电镜图片；
图8为本发明的实施例四制得的花状纳米四氧化三钴的X射线衍射图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
实施例1：
a)将1.5质量份四水乙酸钴、0.5质量份聚乙烯吡咯烷酮K-30和98质量份乙二醇加入到250ml三口烧瓶中，三口烧瓶分别连接进气管、排气管和冷凝水管,通过搅拌使四水乙酸钴和聚乙烯吡咯烷酮K-30全部溶于乙二醇中，形成紫红色溶液；
b)通过向三口烧瓶内持续通入氮气30min以排空空气，进而形成氮气还原气氛，打开冷凝水，使用集热式磁力搅拌器对溶液加热搅拌30min，加热温度为160℃，在加热搅拌过程中持续通入氮气，关闭氮气、冷凝水和磁力搅拌器，将溶液冷却至室温，得到粉色絮状产物；
c)用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离，弃去上层的未反应的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以及无水乙醇混合物，保留下层的粉色产物。
d)将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀，弃去上层清液，在进行离心处理时，将粉色产物均分到若干个离心管中进行离心处理，设定离心机转速为10000r/min，离心时间为5min，离心结束倒出上层清液，然后再向每个离心管中加满无水乙醇并搅拌至沉淀溶解，然后再进行离心，重复上述离心操作，直至离心管中清液为无色；
e)将离心管内的沉淀放入温度为50℃的真空干燥箱中烘干12h，得到粉色的四氧化三钴前驱体粉末；
f)最后将四氧化三钴前驱体粉末放入马弗炉中煅烧1h，煅烧温度为500℃，煅烧结束后得到纳米四氧化三钴。
该实施例制得的纳米四氧化三钴呈球形，比表面积为14m2/g，纯度为99％。
实施例2：
a)将2质量份四水乙酸钴、1质量份聚乙烯吡咯烷酮K-30和97质量份乙二醇加入到250ml三口烧瓶中，三口烧瓶分别连接进气管、排气管和冷凝水管,通过搅拌使四水乙酸钴和聚乙烯吡咯烷酮K-30全部溶于乙二醇中，形成紫红色溶液；
b)通过向三口烧瓶内持续通入氮气30min以排空空气，进而形成氮气还原气氛，打开冷凝水，使用集热式磁力搅拌器对溶液加热搅拌70min，加热温度为175℃，在加热搅拌过程中持续通入氮气，关闭氮气、冷凝水和磁力搅拌器，将溶液冷却至室温，得到粉色絮状产物；
c)用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离，弃去上层的未反应的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以及无水乙醇混合物，保留下层的粉色产物；
d)将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀，弃去上层清液，在进行离心处理时，将粉色产物均分到若干个离心管中进行离心处理，设定离心机转速为12000r/min，离心时间为4min，离心结束倒出上层清液，然后再向每个离心管中加满无水乙醇并搅拌至沉淀溶解，然后再进行离心，重复上述离心操作，直至离心管中清液为无色；
e)将离心管内的沉淀放入温度为65℃的真空干燥箱中烘干7h，得到粉色的四氧化三钴前驱体粉末；
f)通过向马弗炉内持续通入氮气10min以排空空气，进而形成氮气保护气氛，将四氧化三钴前驱体粉末放入马弗炉中煅烧3h，煅烧温度为400℃，在煅烧拌过程中持续通入氮气，煅烧结束后得到纳米四氧化三钴。
该实施例制得的纳米四氧化三钴呈空心柱状形，比表面积为22m2/g，纯度为99.5％。实施例3：
a)将3质量份四水乙酸钴、1.5质量份聚乙烯吡咯烷酮K-30和95.5质量份乙二醇加入到250ml三口烧瓶中，三口烧瓶分别连接进气管、排气管和冷凝水管,通过搅拌使四水乙酸钴和聚乙烯吡咯烷酮K-30全部溶于乙二醇中，形成紫红色溶液；
b)通过向三口烧瓶内持续通入含有氮气30min以排空空气，进而形成氮气还原气氛，打开冷凝水，使用集热式磁力搅拌器对溶液加热搅拌120min，加热温度为190℃，在加热搅拌过程中持续通入氮气，关闭氮气、冷凝水和磁力搅拌器，将溶液冷却至室温，得到粉色絮状产物。
c)用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离，弃去上层的未反应的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以及无水乙醇混合物，保留下层的粉色产物；
d)将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀，弃去上层清液，在进行离心处理时，将粉色产物均分到若干个离心管中进行离心处理，设定离心机转速为15000r/min，离心时间为5min，离心结束倒出上层清液，然后再向每个离心管中加满无水乙醇并搅拌至沉淀溶解，然后再进行离心，重复上述离心操作，直至离心管中清液为无色；
e)将离心管内的沉淀放入温度为80℃的真空干燥箱中烘干3h，得到粉色的四氧化三钴前驱体粉末；
f)通过向马弗炉内以持续通入氩气10min以排空空气，进而形成氩气保护气氛，将四氧化三钴前驱体粉末放入马弗炉中煅烧5h，煅烧温度为300℃，在煅烧拌过程中持续通入氩气，煅烧结束后得到纳米四氧化三钴。
该实施例制得的纳米四氧化三钴呈花形，比表面积为26m2/g，纯度为99.6％。
实施例4：
a)将1.92质量份四水乙酸钴、0.6质量份聚乙烯吡咯烷酮K-30和97.48质量份乙二醇加入到250ml三口烧瓶中，三口烧瓶分别连接进气管、排气管和冷凝水管,通过搅拌使四水乙酸钴和聚乙烯吡咯烷酮K-30全部溶于乙二醇中，形成紫红色溶液；
b)通过向三口烧瓶内持续通入含有氮气30min以排空空气，进而形成氮气还原气氛，打开冷凝水，使用集热式磁力搅拌器对溶液加热搅拌40min，加热温度为170℃，在加热搅拌过程中持续通入氮气，关闭氮气、冷凝水和磁力搅拌器，将溶液冷却至室温，得到粉色絮状产物；
c)用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离，弃去上层的未反应的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以及无水乙醇混合物，保留下层的粉色产物；
d)将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀，弃去上层清液，在进行离心处理时，将粉色产物均分到若干个离心管中进行离心处理，设定离心机转速为11500r/min，离心时间为4min，离心结束倒出上层清液，然后再向每个离心管中加满无水乙醇并搅拌至沉淀溶解，然后再进行离心，重复上述离心操作，直至离心管中清液为无色；
e)将离心管内的沉淀放入温度为60℃的真空干燥箱中烘干8h，得到粉色的四氧化三钴前驱体粉末；
f)通过向马弗炉内以持续通入氮气和氩气按1:1比例混合的混合气体10min以排空空气，进而形成保护气氛，将四氧化三钴前驱体粉末放入马弗炉中煅烧4h，煅烧温度为400℃，在煅烧拌过程中持续通入氮气和氩气的混合气体，煅烧结束后得到纳米四氧化三钴。
该实施例制得的纳米四氧化三钴呈花形，比表面积为28m2/g，纯度为99.8％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，其特征在于包括以下的步骤：
a)将1.5～3质量份四水乙酸钴和0.5～1.5质量份聚乙烯吡咯烷酮K-30溶解于95.5～98质量份乙二醇中形成溶液；
b)在还原气氛中，将溶液加热搅拌0.5～2h，加热温度为160～190℃，随后冷却到室温，得到粉色絮状产物，所述还原气氛为氮气；
c)用无水乙醇对粉色絮状产物进行萃取分离，弃去上层的未反应的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以及无水乙醇混合物，保留下层的粉色产物；
d)将粉色产物进行离心处理，保留下层沉淀，弃去上层清液；
e)将下层沉淀放入温度为50～80℃的真空干燥箱中烘干3～12h，得到的四氧化三钴前驱体，其中，所述保护气氛为氮气和氩气按任意比例混合的混合气体；
f)将四氧化三钴前驱体煅烧1～5h，煅烧温度为300～500℃，即得到纳米级四氧化三钴。
2.根据权利要求1所述的一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，其特征在于：步骤c)中，采用分液漏斗进行萃取分离。
3.根据权利要求1所述的一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，其特征在于：步骤d)具体分为以下几个步骤：
d1)将步骤c)得到的粉色产物均分到若干个离心管中进行离心处理，设定离心机转速为10000～15000r/min，离心时间为3～5min，离心结束倒出上层清液；
d2)再向每个离心管内加满无水乙醇，搅拌至沉淀溶解；
d3)重复步骤d1)和d2)，直至离心管中清液为无色。
4.根据权利要求1所述的一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法，其特征在于：步骤f)中，将四氧化三钴前驱体置于保护气氛中进行煅烧，所述保护气氛为氮气、氩气、或氮气和氩气混合气体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410202893.8A CN103950995B (zh) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410202893.8A CN103950995B (zh) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103950995A true CN103950995A (zh) | 2014-07-30 |
| CN103950995B CN103950995B (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=51328388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410202893.8A Expired - Fee Related CN103950995B (zh) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103950995B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107188217A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-22 | 黑龙江大学 | 一种黑磷/聚乙烯亚胺/半导体氧化物复合材料及制备方法和应用 |
| CN108033494A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-15 | 蒋央芳 | 一种纳米球型四氧化三钴的制备方法 |
| CN114062444A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-18 | 吉林大学 | 基于低配位Co3O4介孔纳米片组装分级微球敏感材料的三乙胺气体传感器及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101838018A (zh) * | 2010-04-01 | 2010-09-22 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种用溶剂热法制备四氧化三钴纳米粒子的方法 |
| CN103086441A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 西安交通大学 | 一种纳米Co3O4八面体粉末的制备方法 |
| CN103224258A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-31 | 吉林化工学院 | 简单的方法制备Co3O4纳米球和β-Co(OH)2微米花 |
-
2014
- 2014-05-14 CN CN201410202893.8A patent/CN103950995B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101838018A (zh) * | 2010-04-01 | 2010-09-22 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种用溶剂热法制备四氧化三钴纳米粒子的方法 |
| CN103086441A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 西安交通大学 | 一种纳米Co3O4八面体粉末的制备方法 |
| CN103224258A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-07-31 | 吉林化工学院 | 简单的方法制备Co3O4纳米球和β-Co(OH)2微米花 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| TENG, YONGHONG等: "One-pot hydrothermal synthesis of uniformly cubic Co3O4 nanocrystals", 《MATERIALS LETTERS》, vol. 64, no. 3, 15 February 2010 (2010-02-15), pages 239 - 242, XP026810559 * |
| WANG, FEI等: "Solid state coalescence growth and electrochemical performance of plate-like Co3O4 mesocrystals as anode materials for lithium-ion batteries", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》, vol. 235, 1 August 2013 (2013-08-01), pages 67 - 73, XP028580887, DOI: 10.1016/j.jpowsour.2013.01.190 * |
| 陶栋梁等: "Co3O4纳米晶的制备和表征", 《光谱学与光谱分析》, vol. 25, no. 1, 31 January 2005 (2005-01-31), pages 5 - 9 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107188217A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-22 | 黑龙江大学 | 一种黑磷/聚乙烯亚胺/半导体氧化物复合材料及制备方法和应用 |
| CN107188217B (zh) * | 2017-05-26 | 2018-11-06 | 黑龙江大学 | 一种黑磷/聚乙烯亚胺/半导体氧化物复合材料及制备方法和应用 |
| CN108033494A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-15 | 蒋央芳 | 一种纳米球型四氧化三钴的制备方法 |
| CN108033494B (zh) * | 2017-12-08 | 2019-11-22 | 蒋央芳 | 一种纳米球型四氧化三钴的制备方法 |
| CN114062444A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-18 | 吉林大学 | 基于低配位Co3O4介孔纳米片组装分级微球敏感材料的三乙胺气体传感器及其制备方法 |
| CN114062444B (zh) * | 2021-11-11 | 2023-09-22 | 吉林大学 | 基于低配位Co3O4介孔纳米片组装分级微球敏感材料的三乙胺气体传感器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103950995B (zh) | 2015-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104495908B (zh) | 硫化亚铜粉体的制备方法及硫化亚铜粉体 | |
| CN105800953B (zh) | 一种可见光响应的碳/石墨相氮化碳薄膜电极及其制备方法 | |
| CN103950995B (zh) | 一种制备纳米级四氧化三钴材料的方法 | |
| CN102951675A (zh) | 一种单分散硫化镉纳米球的制备方法 | |
| WO2016119644A1 (zh) | 一种磷化锂粉体的制备方法 | |
| CN110600735B (zh) | 一种低成本制备磷酸铁锂正极材料的方法和应用 | |
| CN108117526B (zh) | 一种炔基功能化共价有机框架材料及其合成方法和应用 | |
| CN108516590B (zh) | 一种核-壳结构的二氧化锰@二氧化硅纳米复合粒子的制备方法 | |
| CN100542955C (zh) | 一种纳米二氧化硅的制备方法 | |
| CN109319826B (zh) | 一种具有核壳结构的In2O3十二面体的合成方法 | |
| CN104746178B (zh) | 一种具有多级结构的硅酸盐双层空心纳米纤维的制备方法 | |
| CN109941981A (zh) | 一种制备高纯偏磷酸锂的方法 | |
| CN109133177A (zh) | 一种二氧化锰的制备方法 | |
| CN103833080B (zh) | 一种钼酸镉多孔球的制备方法 | |
| CN103395822A (zh) | 一种氧化亚铜微米空心球及其合成方法、应用方法 | |
| CN107215898A (zh) | 一种单分散yolk‑shell结构二硫化钼微球的制备方法 | |
| CN102390856B (zh) | 一种低温制备高稳定性γ相纳米硫化镧粉体的方法 | |
| CN109133144A (zh) | 一种单分散超小粒径二氧化铈纳米晶的制备方法 | |
| CN105502403A (zh) | 一种有序介孔碳化硅的制备方法 | |
| CN109437298B (zh) | 一种硫代亚锑酸钠纳米材料的制备方法 | |
| CN107640779A (zh) | 锂辉石制取碳酸锂工艺 | |
| CN105271249A (zh) | 一种废旧硅酸盐玻璃制备白炭黑的方法 | |
| CN104071760A (zh) | 一种多孔棒状六方氮化硼陶瓷材料的制备方法 | |
| CN103482672B (zh) | 一种六棱柱状Sm(OH)3 纳米晶的制备方法 | |
| CN102795632B (zh) | 一种自蔓延低温燃烧制备超细硅微粉的方法 |
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: 20150610 Termination date: 20160514 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |