CN104016422B - 一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法 - Google Patents
一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104016422B CN104016422B CN201410187604.1A CN201410187604A CN104016422B CN 104016422 B CN104016422 B CN 104016422B CN 201410187604 A CN201410187604 A CN 201410187604A CN 104016422 B CN104016422 B CN 104016422B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano wire
- doping
- reaction
- sncl
- presoma
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，该方法包括如下步骤：将Co3O4纳米线、油胺和油酸加入到有机溶剂中，加热至80-100℃，再加入SnCl2，反应1-3小时，得到掺杂Sn的Co3O4纳米线。本发明方法成功地将Sn元素掺入Co3O4中，该方法操作简单，对Co3O4形貌基本没有影响，掺杂Sn后能显著提高了Co3O4的导电性。
Description
技术领域
本发明属于无机纳米材料掺杂领域，具体涉及Co3O4纳米线掺杂Sn的方法。
背景技术
一维纳米结构，由于其有趣的特性和独特的应用，一直以来都是学者们深入研究的主题。Co3O4作为一种重要的过渡金属氧化物，由于其在催化剂、电化学性能、磁性材料、场发射材料，传感器等领域的广泛应用而被受关注。但是目前对具有不同形貌和尺寸的Co3O4材料的研究和应用已经在许多领域不能满足日益扩大的要求了。为了拓展Co3O4的性能，混杂或与其他元素进行掺杂的方法是合成Co3O4复合材料的一种有效途径。在近十年来已经合成了许多Co3O4复合材料，Co3O4复合材料可以表现出单个材料所不具备的新的化学和物理性质，而吸引了广泛的关注。
发明内容
本发明的目的是提供一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法。
本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：
一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，包括如下步骤：将Co3O4纳米线、油胺和油酸加入到有机溶剂中，加热至80-100℃，再加入SnCl2，反应1-3小时，得到掺杂Sn的Co3O4纳米线。
进一步，所述Co3O4纳米线、油胺和油酸的摩尔比为1:(6-8):(0.3-0.6)。
所述有机溶剂为二甲苯。
所述Co3O4纳米线通过包括如下步骤的方法得到：
将尿素加入到钴盐溶液中，然后于90-140℃反应6-12小时，得到前驱体；
前驱体再于200-400℃煅烧30-150分钟，即得到Co3O4纳米线。
进一步，所述尿素与钴盐的摩尔比为1:(1～5)。
进一步，所述钴盐为硝酸钴或氯化钴。
进一步，煅烧时的升温速率为1℃-3℃/min。
依上述方法得到的掺杂Sn的Co3O4纳米线，在掺杂反应时，SnCl2可按Co3O4纳米线摩尔量的0.1-5倍加入，优选按Co3O4纳米线摩尔量的1-3倍加入。
本发明方法成功地将Sn元素掺入Co3O4中，该方法操作简单，对Co3O4形貌基本没有影响，掺杂Sn后能显著提高了Co3O4的导电性。
附图说明
图1 为本发明的Co3O4纳米线的扫描电子显微镜图。
图2为本发明掺Sn后Co3O4纳米线的扫描电子显微镜图。
图3为本发明掺Sn后Co3O4纳米线的透射电子显微镜图。
图4为本发明掺Sn后Co3O4纳米线的能量色散X射线光谱图。
图5为本发明掺杂前后材料的X射线粉末衍射谱图。
图6为本发明掺杂前后材料的电化学阻抗图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的内容，下面结合附图和具体的实施例对本发明再作进一步的说明。
实施例1
将0.3g Co(NO3)2·6H2O (1mmol)和0.06g CO(NH2)2 (1mmol)分别溶解在10mL二次蒸馏水中，形成均匀的溶液，在搅拌下将CO(NH2)2溶液逐滴地加入到Co(NO3)2溶液中，再将混合溶液转移至高压反应釜中。将高压反应釜放入烘箱中，控制反应温度为95℃，水热反应6小时后，取出高压反应釜，冷却30分钟。用450μm的混合纤维素膜过滤得到粉色沉淀，所得沉淀依次用二次蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后在60℃干燥6小时，得到粉色的前驱体。再将粉色的前驱体放入管式炉中，温度以1℃/min的速度升至200℃，并在200℃保持30分钟，得到黑色的粉末，为Co3O4纳米线。
将0.05g Co3O4纳米线(0.2mmol)、480μL油胺(1.5mmol)和31μL油酸(0.1mmol)分散于3mL对二甲苯中，混合后加热至80℃，在磁力搅拌下向该溶液中加入200μL 1mol/L的SnCl2溶液，在80℃加热2小时后，离心分离得到产物，用无水乙醇洗涤数次，在60℃干燥6小时得到掺Sn的Co3O4纳米线。
实施例2
称量0.24g CoCl2·6H2O(1mmol)和0.3g CO(NH2)2 (5mmol)分别溶解在10mL二次蒸馏水中，形成均匀的溶液。在搅拌下将CO(NH2)2 溶液逐滴地加入到CoCl2溶液中，再将混合溶液转移至高压反应釜中。将高压反应釜放入烘箱中，控制反应温度为110℃，水热反应8小时后，取出高压反应釜，冷却30分钟。用450μm的混合纤维素膜过滤得到粉色沉淀，所得沉淀依次用二次蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后在60℃干燥8小时，得到粉色的前驱体。再将粉色的前驱体放入管式炉中，温度以1℃/min的速度升至250℃，并在250℃保持60分钟，得到黑色的粉末，为Co3O4纳米线。
将0.05g Co3O4纳米线(0.2mmol)、385μL油胺(1.2mmol)和25μL油酸(0.08mmol)分散于3mL对二甲苯中混合后加热至90℃，在磁力搅拌下向该溶液中加入200μL 1.2mol/L的SnCl2溶液，在90℃加热1.5小时后，离心分离得到产物，用无水乙醇洗涤数次，在60℃干燥10小时得到掺Sn的Co3O4纳米线。
实施例3
称量0.3g Co(NO3)2·6H2O(1mmol)和0.3g CO(NH2)2(5mmol)分别溶解在10mL二次蒸馏水中，形成均匀的溶液。在搅拌下将CO(NH2)2溶液逐滴地加入到Co(NO3)2溶液中，再将混合溶液转移至高压反应釜中。将高压反应釜放入烘箱中，控制反应温度为120℃，水热反应8小时后，取出高压反应釜，冷却30分钟。用450μm的混合纤维素膜过滤得到粉色沉淀，所得沉淀依次用二次蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后在60℃干燥10小时，得到粉色的前驱体。再将粉色的前驱体放入管式炉中，以2℃/min的速度，将温度升高至300℃，并在300℃保持100分钟，得到黑色的粉末，为Co3O4纳米线。
将0.05g Co3O4纳米线(0.2mmol)，480μL油胺(1.5mmol)和31μL油酸(0.1mmol)分散于3mL对二甲苯中混合后加热至90℃，在磁力搅拌下向该溶液中加入200μL 1.4mol/L的SnCl2溶液，再在90℃加热2小时。通过离心分离得到产物，并用无水乙醇洗涤数次，在60℃干燥6小时得到掺Sn的Co3O4纳米线。
实施例4
称量0.24g CoCl2·6H2O(1mmol)和0.06g CO(NH2)2（1mmol）分别溶解在10mL二次蒸馏水中，形成均匀的溶液。在搅拌下将CO(NH2)2溶液逐滴地加入到CoCl2溶液中，再将混合溶液转移至高压反应釜中。将高压反应釜放入烘箱中，控制反应温度为130℃，水热反应10小时后，取出高压反应釜，冷却30分钟。用450μm的混合纤维素膜过滤得到粉色沉淀，所得沉淀依次用二次蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后在70℃干燥6小时，得到粉色的前驱体。再将粉色的前驱体放入管式炉中，以2℃/min的速度，将温度升高至350℃，并在350℃保持120分钟，得到黑色的粉末，为Co3O4纳米线。
将0.05g Co3O4纳米线(0.2mmol)，510μL油胺(1.6mmol)和31μL油酸(0.1mmol)分散于3mL对二甲苯中混合后加热至100℃，在磁力搅拌下向该溶液中加入200μL 1.6mol/L的SnCl2溶液，再在100℃加热1小时。通过离心分离得到产物，并用无水乙醇洗涤数次，在60℃干燥6小时得到掺Sn的Co3O4纳米线。
实施例5
称量0.15g Co(NO3)2·6H2O（0.5mmol）和0.06g CO(NH2)2（1mmol）分别溶解在10mL二次蒸馏水中，形成均匀的溶液。在搅拌下将CO(NH2)2溶液逐滴地加入到Co(NO3)2溶液中，再将混合溶液转移至耐高压反应釜中。将高压反应釜放入烘箱中，控制反应温度为140℃，水热反应12小时后，取出高压反应釜，冷却30分钟。用450μm的混合纤维素膜过滤得到粉色沉淀，所得沉淀依次用二次蒸馏水和无水乙醇洗涤数次后在70℃干燥8小时，得到粉色的前驱体。再将粉色的前驱体放入管式炉中，以3℃/min的速度，将温度升高至400℃，并在400℃保持150分钟，得到黑色的粉末，为Co3O4纳米线。
将0.05g Co3O4纳米线(0.2mmol)，450μL油胺(1.4mmol)和19μL油酸(0.06mmol)分散于3mL对二甲苯中混合后加热至100℃，在磁力搅拌下向该溶液中加入200μL 2.0mol/L的SnCl2溶液，再在100℃加热2小时。通过离心分离得到产物，并用无水乙醇洗涤数次，在60℃干燥6小时得到掺Sn的Co3O4纳米线。
对比图1和图2可以看出，掺杂对于Co3O4纳米线的形貌基本没有影响，掺杂前后能保持一致。
由图3透射电子显微镜图中的透亮点可以看出，在掺Sn的Co3O4纳米线本体上具有孔隙结构。
从图4的能量色散X射线光谱图可以看出所制备的材料成功掺入了Sn元素(Cu元素信号来自于铜网)。
图5的X射线粉末衍射谱图。其中，曲线a和曲线b分别为Co3O4纳米线和掺Sn后的Co3O4纳米线。
采用相同量的Co3O4纳米线和掺Sn的Co3O4纳米线(以实施例1为例)按传统方法修饰玻碳电极，测试电化学阻抗，结果如图6所示，其中，曲线a、b、c分别为裸玻碳电极、Co3O4纳米线和掺Sn的Co3O4纳米线的电化学阻抗图。由图可见，曲线b的半圆直径大于曲线a的半圆直径，曲线c 的半圆直径小于曲线a的半圆直径，说明与Co3O4纳米线修饰后增加玻碳电极的电子传导阻力相比，掺Sn的Co3O4纳米线修饰到玻碳电极表面后却能减小了电子传导阻力，表明掺Sn能明显改善Co3O4纳米线的导电性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，包括如下步骤：将Co3O4纳米线、油胺和油酸加入到有机溶剂中，加热至80-100℃，再加入SnCl2，反应1-3小时，得到掺杂Sn的Co3O4纳米线。
2.根据权利要求1所述Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，其特征在于，所述Co3O4纳米线、油胺和油酸的摩尔比为1:(6-8):(0.3-0.6)。
3.根据权利要求1所述Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯。
4.根据权利要求1所述Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，其特征在于，所述Co3O4纳米线通过包括如下步骤的方法得到：
将尿素加入到钴盐溶液中，然后于90-140℃反应6-12小时，得到前驱体；
前驱体再于200-400℃煅烧30-150分钟，即得到Co3O4纳米线。
5.根据权利要求4所述Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，其特征在于，所述尿素与钴盐的摩尔比为1:(1～5)。
6.根据权利要求4或5所述Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，其特征在于，所述钴盐为硝酸钴或氯化钴。
7.根据权利要求4所述Co3O4纳米线掺杂Sn的方法，其特征在于，煅烧时的升温速率为1-3℃/min。
8.一种依权利要求1所述方法制备得到的掺杂Sn的Co3O4纳米线，其中，反应时，SnCl2按Co3O4纳米线摩尔量的0.1-5倍加入。
9.根据权利要求8所述的掺杂Sn的Co3O4纳米线，其特征在于，反应时，SnCl2按Co3O4纳米线摩尔量的1-3倍加入。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410187604.1A CN104016422B (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410187604.1A CN104016422B (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104016422A CN104016422A (zh) | 2014-09-03 |
| CN104016422B true CN104016422B (zh) | 2015-08-19 |
Family
ID=51433484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410187604.1A Expired - Fee Related CN104016422B (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104016422B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106946222B (zh) * | 2017-02-27 | 2019-07-26 | 西北师范大学 | 一种FTO/CuO纳米线及其制备方法和应用 |
| CN115337933B (zh) * | 2022-07-11 | 2024-03-22 | 华东理工大学 | 一种高效光催化还原co2的锡掺杂带有氧空位的四氧化三钴材料的制备方法及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101508470A (zh) * | 2009-03-27 | 2009-08-19 | 安徽师范大学 | 多孔一维纳米四氧化三钴的制备方法 |
| CN102173464A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-07 | 景德镇陶瓷学院 | 一种含纤维状纳米线结构的Co3O4基SOFC阳极的制备方法 |
| CN102807256A (zh) * | 2012-08-23 | 2012-12-05 | 广东环境保护工程职业学院 | 一种钴氧化物粉末的制备方法 |
-
2014
- 2014-05-06 CN CN201410187604.1A patent/CN104016422B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101508470A (zh) * | 2009-03-27 | 2009-08-19 | 安徽师范大学 | 多孔一维纳米四氧化三钴的制备方法 |
| CN102173464A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-07 | 景德镇陶瓷学院 | 一种含纤维状纳米线结构的Co3O4基SOFC阳极的制备方法 |
| CN102807256A (zh) * | 2012-08-23 | 2012-12-05 | 广东环境保护工程职业学院 | 一种钴氧化物粉末的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 超细四氧化三钴的合成与电化学性能研究;陈平;《中国学位论文全文数据库》;20110427;正文第39页第1段 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104016422A (zh) | 2014-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105399152B (zh) | 一种钴酸镍纳米材料的溶剂热制备方法 | |
| CN103464784B (zh) | 一种碳负载纳米镍的制备方法 | |
| CN108585027B (zh) | 一种大规模制备二维金属氧化物及碳的复合材料的方法 | |
| CN105293565B (zh) | 一种浅色掺杂纳米导电氧化锌粉体的制备方法 | |
| CN101549888A (zh) | 一种制备单分散铁酸盐纳米晶的方法 | |
| CN109468121A (zh) | 一种氮掺杂类球形磁性多孔碳颗粒的制备方法 | |
| CN109921037A (zh) | 一种用于高效氧还原反应的Fe/N/C共掺杂电催化剂制备方法及其应用 | |
| Sun et al. | Synthesis of 3D N-doped graphene/carbon nanotube hybrids with encapsulated Ni NPs and their catalytic application in the hydrogenation of nitroarenes | |
| CN104016422B (zh) | 一种Co3O4纳米线掺杂Sn的方法 | |
| CN104045113A (zh) | 一种八面体Mn3O4纳米颗粒的制备方法 | |
| CN103450475B (zh) | 核壳结构导电聚苯胺/Co3O4粉末的制备方法 | |
| CN112409983A (zh) | 一种基于2-甲基咪唑钴衍生钴和碳纳米管复合的电磁吸波剂及其制备方法 | |
| CN101329921A (zh) | 用于电磁吸波的铁氧体-镍复合粉体及制备方法 | |
| Ramírez-Meneses et al. | Synthesis and electrochemical characterization of Ni nanoparticles by hydrazine reduction using hydroxyethyl cellulose as capping agent | |
| CN106517161B (zh) | 一种水热法合成氧化铜掺氮石墨烯气凝胶的制备 | |
| CN105749949B (zh) | 内部包裹金属纳米粒子的含氮碳纳米管的制备方法 | |
| CN102962470A (zh) | 常温下制备球形超细镍粉的方法 | |
| KR101581331B1 (ko) | 초음파를 이용한 마이크로-나노 크기를 가지는 금속 또는 금속산화물의 제조방법 및 그에 의해 제조된 금속 또는 금속 산화물 | |
| Lal et al. | Microwave assisted synthesis of chromium substituted nickel ferrite spinel for oxygen evolution reaction | |
| CN108299833A (zh) | 一种手性聚席夫碱钴盐复合吸波材料 | |
| CN105489905B (zh) | 一种钙钛矿型空气电池电极催化层的制备方法 | |
| CN105280918B (zh) | 一种各向同性石墨材料的制备方法 | |
| CN110240189A (zh) | 一种多金属氧化物纳米材料的制备方法及其应用 | |
| CN105502522A (zh) | 一种空心氧化镍微米球的制备方法 | |
| CN105417591B (zh) | 一种溶剂热法制备钴酸镍纳米材料的方法 |
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 | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150819 Termination date: 20160506 |