CN104190397B - 一种高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法 - Google Patents
一种高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104190397B CN104190397B CN201410346392.7A CN201410346392A CN104190397B CN 104190397 B CN104190397 B CN 104190397B CN 201410346392 A CN201410346392 A CN 201410346392A CN 104190397 B CN104190397 B CN 104190397B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ball
- hollow ball
- metal
- template
- doped
- 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.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 59
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 31
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 23
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 23
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 14
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 14
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims description 11
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- -1 ester salt Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 75
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 26
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 13
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 8
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 8
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N Sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N Barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N Calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N Potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004481 Ta2O3 Inorganic materials 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N Zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N Zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(III) oxide Inorganic materials O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N cerium(IV) oxide Inorganic materials [O-2]=[Ce+4]=[O-2] OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N Aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N Cobalt(II) nitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J Hafnium tetrachloride Chemical compound Cl[Hf](Cl)(Cl)Cl PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N Nickel(II) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940037179 Potassium Ion Drugs 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001451 bismuth ion Inorganic materials 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K diacetyloxyindiganyl acetate Chemical compound [In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N dinitrooxybismuthanyl nitrate Chemical compound [Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910001449 indium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAPXNISCLWTJQS-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);nitric acid Chemical compound [La+3].O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O PAPXNISCLWTJQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic Effects 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229910001460 tantalum ion Inorganic materials 0.000 description 1
- YOUIDGQAIILFBW-UHFFFAOYSA-J tetrachlorotungsten Chemical compound Cl[W](Cl)(Cl)Cl YOUIDGQAIILFBW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001432 tin ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
本发明公开的一种高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球,其球壳是多晶的金属掺杂氧化物,晶粒尺寸在20nm以下,掺杂原子百分比为0.01~20%,空心球球壳厚度在20纳米以下,直径为80~600纳米。本发明利用模板吸附方法,通过配置吸附溶液和后续的退火处理制备得到金属掺杂的氧化物纳米空心球。本发明制备的金属掺杂氧化物纳米空心球的晶粒尺寸在20nm以下,结晶质量高,比表面积一般大于200 m2.g‑1。本发明的方法简单、成本较低,克服了许多金属难以实现掺杂的困难,并且掺杂浓度可以按要求随意控制,对掺杂金属种类的选择和氧化物的选择都具有极大的范围,有利于产业化的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法,尤其涉及一种具有高比表面积的金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法。
背景技术
人类面临煤、石油等能源日趋枯竭的危机,寻找新的替代能源已经得到各国的重视。太阳能是取之不尽、用之不竭的能源,科学家们也在为把太阳能转变成可存储的电能、化学能而努力。光催化分解水制氢是太阳能光化学转化的最好途径,因为氢能作为二次能源具有清洁、安全、高效等其它能源无法比拟的优点。气候变化、燃料电池技术以及日益突出的环境问题推动了“氢能经济”的产生,用氢气取代或部分取代现有的能源供应将成为人类努力的方向。目前,化石燃料制氢是工业上的主要途径,全世界有95%以上的氢气是由化石燃料制造的。虽然化石资源制氢虽现有工艺成熟,生产成本也较低,但资源有限且不可再生,在获得氢的同时,向大气中排放大量的温室气体二氧化碳,以化石资源制氢将面临资源短缺和环境恶化的双重问题。从长远观点看,这不符合可持续发展的需要。因此,利用可再生能源从非化石燃料中制氢,包括生物制氢,太阳能光催化分解制氢和可再生能源发电电解水制氢,是解决国家能源安全和环境问题的有效途径之一,其中利用太阳能光催化分解水制氢,近年来已引起世界各国的广泛重视。
而半导体光催化技术因其可直接利用太阳能来驱动反应,在能源和环境领域有着重要应用前景。在半导体材料光催化体系内,大部分的光催化材料的禁带宽度较大(如TiO2),只能吸收紫外光,而紫外光只占太阳光的5%左右,因此利用太阳光光催化产氢的效率非常低。因此,为了充分利用太阳能,提高光催化剂的光催化效率,利用过渡金属离子掺杂光催化材料,降低其禁带宽度,增加光催化材料对太阳光的吸收,是非常有效的方法。但是传统的掺杂方法大多受到掺杂元素的限制,如用化学共沉淀法或者水热法掺杂,不能掺杂像Na、K等没有沉淀的盐或者碱的元素;而用物理掺杂法掺杂量的范围受到限制且掺杂元素分布不均匀。因此,迫切需要一种新的掺杂方法来实现不同氧化物对掺杂的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高比表面积的金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法。
本发明的高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球,其球壳是多晶的金属掺杂氧化物,晶粒尺寸在20nm以下,掺杂金属的原子百分比为0.01~20%,空心球球壳厚度在20纳米以下,直径为80~600纳米。
制备上述的高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球的方法,步骤如下:
1)配制吸附溶液:
①将氧化物金属盐溶于溶剂中,配制成金属离子浓度为0.01~10M的氧化物金属盐溶液;所述的金属盐选自Bi、Ce、Co、La、Zn、Ta、W、Ti或Zr的氯化盐、硝酸盐或酯盐,所述的溶剂为水、乙醇、甲酰胺或乙二醇;
②将掺杂金属盐溶于溶剂中配制成掺杂金属离子浓度为0.001~1M的掺杂金属离子溶液,所述的掺杂金属盐选自Na、K、Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Hf、Ni、Fe、Sn、Mn或In的醋酸盐、氯化盐或硝酸盐中的一种或几种以任意比的混合,所述的溶剂为水、乙醇、甲酰胺或乙二醇;
③将上述①的氧化物金属盐溶液和②的掺杂金属离子溶液混合,使得氧化物金属盐的金属离子与掺杂金属离子的摩尔比为1:5~100:1,搅拌均匀获得吸附溶液;
2)吸附:将表面具有羧基和羟基的碳球、PS球或SiO2球模板浸入步骤1)的吸附溶液中,使球状模板含量为1g/L~100g/L,超声振荡使球状模板充分分散,搅拌吸附2~48h后离心或抽滤,于40~100℃干燥2~48h,获得吸附后的球状模板;
3)除模板:将步骤2)中干燥后的碳球或PS球以1℃/分的速率升温至300~800℃热处理3~60h去除碳球模板或PS球模板获得空心球壳体;或者将步骤2)中干燥后的SiO2球以1℃/分的速率升温至300~800℃热处理3~60h后,再浸入温度为20~100℃、浓度为1~20M的NaOH溶液中保持0.5~24h,去除SiO2球模板获得空心球壳体;
4)退火:将步骤3)制得的空心球壳体以1℃/分的速率升温至400~800℃下退火2~20小时,获得具有高比表面积的金属掺杂氧化物的纳米空心球。
本发明中,所述的表面具有羧基和羟基的碳球、PS球或SiO2球模板的制备方法可参考Sun, X.; Li, Y., Angewandte Chemie International Edition 2004,43 (29),3827-3831、Lou, X. W.; Archer, L. A.; Yang, Z., Advanced Materials 2008,20(21), 3987-4019以及Wang, D.; Hisatomi, T.; Takata, T.; Pan, C.; Katayama, M.;Kubota, J.; Domen, K., Angewandte Chemie International Edition 2013,52 (43),11252-11256.
本发明的高比表面积的金属掺杂氧化物的纳米空心球可用于光催化、气体催化或气敏传感。
本发明中,利用表面富含阴离子基团的球状模板,通过在吸附溶液中搅拌吸附金属离子。由于表面富含阴离子基团的模板的zeta电位非常低,在吸附金属离子的同时,这些模板之间因为静电排斥的原理,并不会发生团聚现象,也就避免了最终产物的团聚。并且,模板表面的阴离子基团集中分布在表面的一层活性层里,造成球壳厚度普遍在10纳米左右。此外由于阴离子基团吸附金属离子是一种纯粹的电势行为,所以模板在吸附金属离子时是没有种类选择性的,只要是在吸附溶液中呈现阳离子态的金属元素即可被吸附。这样球状模板在吸附溶液中就可以同时吸附多种金属离子。该方法不仅可以制备一种金属掺杂氧化物的纳米空心球,还可以制备两种或多种金属共掺杂氧化物的纳米空心球。
本发明的有益效果在于:本发明的空心球其球壳由金属掺杂的氧化物构成,球壳厚度在20纳米以下,空心球直径为80~600纳米。并且金属掺杂氧化物纳米空心球的晶粒尺寸在20nm以下,结晶质量高。如此小的晶粒尺寸降低了光生载流子的扩散距离,有利于光生电子和空穴的分离,从而提高材料的光催化性能。本发明的方法简单、成本较低,克服了许多金属难以实现掺杂的困难,并且掺杂浓度可以随意控制,对掺杂金属种类的选择和氧化物的选择都具有极大的范围。此外,本发明的空心球相对于传统材料来说具有较大的比表面积,除用于光催化领域外,还可以将其应用于气体催化和气敏传感等领域。
附图说明
图1为Fe掺杂WO3纳米空心球的XRD衍射图片。
图2为Fe掺杂WO3纳米空心球的SEM图片。
图3为Fe掺杂WO3纳米空心球的透射图片。
图4为Fe掺杂WO3纳米空心球的高分辨透射图片。
图5为Fe掺杂WO3纳米空心球的N2吸附-脱附曲线。
图6为Fe掺杂WO3纳米空心球的UV-吸收光谱对比图,图中:曲线1为未掺杂的WO3纳米空心球,曲线2为实施例2的Fe含量为1 at%的WO3纳米空心球,曲线3为实施例3的Fe含量为3 at%的WO3纳米空心球,曲线4为实施例1的Fe含量为5 at%的WO3纳米空心球。
图7为Fe掺杂WO3纳米空心球的光催化性能对比图。
图8为Cu掺杂TiO2纳米空心球的SEM图。
具体实施方式
实施例1
Fe掺杂WO3纳米空心球:
(1) 0.3g氯化钨放在50mL乙醇中溶解,得到钨离子溶液,将0.2g 九水硝酸铁50mL乙醇中溶解,得到铁离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入1g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡30min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于40℃干燥48h,得到吸附好的碳球;
(3)将干燥后的碳球放入管式炉中,以1℃/分的速率升温至300℃热处理60h,去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在800℃温度下热处理2h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Fe掺杂WO3纳米空心球。
Fe掺杂WO3纳米空心球的XRD衍射图片如图1所示,可以看到没有氧化铁的相出现,只有氧化钨的单斜相。
其SEM图片如图2所示,清晰地显示其为空心结构,空心球直径为80~300纳米。
Fe掺杂WO3纳米空心球的透射图片如图3所示,可以看出其球壳厚度仅为10纳米。
其高分辨透射图片如图4所示,表明了氧化钨的结晶性能很好,且没有其他相生成,晶粒一般在3~20纳米。
图5为Fe掺杂WO3纳米空心球的N2吸附-脱附曲线,从曲线可以看出这种纳米空心球的比表面积大于200 m2.g-1
经EDS测试表明Fe的掺杂量为5 at.%(原子百分比)。
实施例2
Fe掺杂WO3纳米空心球:
步骤同实施例1,区别在于步骤(1)中九水硝酸铁的质量为0.04g 。
经EDS测试表明Fe的掺杂量为1 at.% (原子百分比)。
实施例3
Fe掺杂WO3纳米空心球:
步骤同实施例1,区别在于步骤(1)中九水硝酸铁的质量为0.12g 。
经EDS测试表明Fe的掺杂量为3 at.% (原子百分比)。
图6为实施例1、2、3分别制备的Fe掺杂WO3纳米空心球的的UV-吸收光谱曲线对比图,从曲线中可以看出,随着铁掺杂含量的逐渐增加,氧化钨的吸收峰逐渐红移,禁带宽度逐渐减小。
其光催化性能对比图如图7所示,可以看出,相对于未掺杂的WO3纳米空心球,Fe掺杂WO3纳米空心球具有优异的光催化性能,且光催化性能随掺入量的增大而提高。
实施例4
Ni掺杂ZrO2纳米空心球空心球:
(1)将1g硝酸锆放在50mL甲酰胺中溶解,得到锆离子溶液,将0.05g硝酸镍放在50mL甲酰胺中溶解,得到镍离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入1.5 g具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡60min,室温下搅拌吸附10小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于80℃干燥6h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中,以1℃/分的速率升温至800℃热处理3h,去除碳球模板得空心球壳体;
(4)再在800℃温度下热处理8h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Ni掺杂ZrO2纳米空心球。
经EDS测试表明Ni的掺杂量为0.01 at.%(原子百分比)。
实施例5
Cu掺杂TiO2纳米空心球:
(1) 将0.34g钛酸四丁酯放在50mL乙醇中溶解,得到钛离子溶液,将0.1g Cu(NO3)2放在50mL乙醇中溶解,得到铜离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该多金属离子溶液中加入0.4g表面具有羧基和羟基的 SiO2球模板,超声振荡70min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于90℃干燥4h,得到吸附好的碳球;
(3)干燥后的SiO2球以1℃/分的速率升温至500℃热处理6h后,再浸入温度为20℃、浓度为20M的NaOH溶液中保持0.5h,去除SiO2球模板获得空心球壳体;
(4)再将干燥后空心球放入管式炉中在600℃温度下热处理6h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Cu掺杂TiO2纳米空心球。其SEM图如图8所示,可以看出空心球直径在80~600纳米。
经EDS测试表明Cu的掺杂量为0.1 at.%(原子百分比)。
实施例6
Fe掺杂TiO2纳米空心球:
(1)将0.34g钛酸四丁酯放在50mL乙醇中溶解,得到钛离子溶液,将0.2g 硝酸铁放在50mL乙醇中溶解,得到铁离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入1.2 g表面具有羧基和羟基的 SiO2球模板,超声振荡60min,室温下搅拌吸附8小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于100℃干燥6h,得到吸附好的碳球;
(3)干燥后的SiO2球以1℃/分的速率升温至500℃热处理6h后,再浸入温度为100℃、浓度为1M的NaOH溶液中保持24h,去除SiO2球模板获得空心球壳体;
(4)再将干燥后空心球放入管式炉中在600℃温度下热处理6h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Fe掺杂TiO2纳米空心球。
经EDS测试表明Fe的掺杂量为0.8 at.%(原子百分比)。
实施例7
K掺杂TiO2纳米空心球:
(1)将0.34g钛酸四丁酯放在50mL乙醇中溶解,得到钛离子溶液,将0.4g硝酸钾放在50mL乙醇中溶解,得到钾离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入2g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡70min,室温下搅拌吸附9小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于90℃干燥8h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至400℃热处理20h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在500℃温度下热处理10h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到K掺杂TiO2纳米空心球。
经EDS测试表明K的掺杂量为2 at.%(原子百分比)。
实施例8
Na掺杂TiO2纳米空心球:
(1)将0.34g钛酸四丁酯放在50mL乙醇中溶解,得到钛离子溶液,将0.5g硝酸钠放在50mL乙醇中溶解,得到钠离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入0.4g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡80min,室温下搅拌吸附10小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于100℃干燥4h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至500℃热处理10h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在700℃温度下热处理8h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Na掺杂TiO2纳米空心球。
经EDS测试表明Na的掺杂量为5 at.%(原子百分比)。
实施例9
Cr掺杂TiO2纳米空心球:
(1)将0.34g钛酸四丁酯放在50mL乙醇中溶解,得到钛离子溶液,将0.4g硝酸铬放在50mL乙醇中溶解,得到铬离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入4g表面具有羧基和羟基的PS球模板,超声振荡90min,室温下搅拌吸附10小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于100℃干燥6h,得到吸附好的PS球;
(3) 将干燥后的PS球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至400℃下空气中热处理30h去除PS球模板获得空心球壳体;
(4)再在500℃温度下热处理8h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Cr掺杂TiO2纳米空心球。
经EDS测试表明Cr的掺杂量为10 at.%(原子百分比)。
实施例10
Na掺杂ZnO纳米空心球:
(1)将0.3g硝酸锌放在50mL DMF中溶解,得到锌离子溶液,将0.1g硝酸钠放在100mL DMF中溶解,得到钠离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入3g表面具有羧基和羟基的PS模板,超声振荡70min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于100℃干燥2h,得到吸附好的PS球;
(3) 将干燥后的PS球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至500℃下空气中热处理15h去除PS球模板获得空心球壳体;
(4)再在800℃温度下热处理6h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Na掺杂ZnO纳米空心球。
经EDS测试表明Na的掺杂量为2 at.%(原子百分比)。
实施例11
Fe掺杂Ta2O3纳米空心球:
(1)将0.3g五氯化钽放在50mL 乙醇中溶解,得到钽离子溶液,将0.4g硝酸铁放在100mL 乙醇中溶解,得到铁离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入5g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡70min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于100℃干燥2h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至300℃热处理50h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在400℃温度下热处理20h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Fe掺杂Ta2O3纳米空心球。
经EDS测试表明Fe的掺杂量为12 at.%(原子百分比)。
实施例12
In掺杂La2O3纳米空心球:
(1)将0.3g 硝酸镧放在50mL 水中溶解,得到镧离子溶液,将0.2g 醋酸铟放在50mL 水中溶解,得到铟离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入10g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡30min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,置于70℃,干燥6h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至300℃热处理30h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在450℃温度下进行空气环境中的热处理8h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到In掺杂La2O3纳米空心球。
经EDS测试表明In的掺杂量为20 at.%(原子百分比)。
实施例13
Sn掺杂Bi2O3纳米空心球:
(1)将0.3g 硝酸铋放在50mL 乙二醇中溶解,得到铋离子溶液,将0.2g 硝酸锡放在50mL 乙二醇中溶解,得到锡离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入10g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡30min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于70℃干燥6h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至300℃热处理60h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在450℃温度下热处理8h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Sn掺杂Bi2O3纳米空心球。
经EDS测试表明Sn的掺杂量为13 at.%(原子百分比)。
实施例14
Mn、Ba共掺杂Co3O4纳米空心球:
(1)将0.8g硝酸钴放在50mL 乙醇中溶解,得到钴离子溶液,将0.1g 硝酸锰和0.1g硝酸钡放在50mL 乙醇中溶解,得到Mn、Ba离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入5g表面具有碳球模板,超声振荡50min,室温下搅拌吸附24小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于60℃干燥12h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至400℃热处理20h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在500℃温度下热处理8h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Mn、Ba共掺杂Co3O4纳米空心球。
经EDS测试表明Mn和Ba的掺杂量分别为10at.% 和3 at.% (原子百分比)
实施例15
Al、Ca和Hf共掺杂CeO2纳米空心球:
(1)将0.5g硝酸铈放在50mL 乙醇中溶解,得到铈离子溶液,将0.1g 硝酸铝、0.1g硝酸钙和0.05g氯化铪放在50mL 乙醇中溶解,得到Al、Ca和Hf离子溶液,将上述两种溶液混合,搅拌均匀获得吸附溶液;然后向该吸附溶液中加入0.4g表面具有羧基和羟基的碳球模板,超声振荡70min,室温下搅拌吸附12小时,得到混合溶液;
(2)将混合溶液用孔径为450纳米的滤膜进行抽滤,于100℃干燥2h,得到吸附好的碳球;
(3) 将干燥后的碳球放入管式炉中以1℃/分的速率升温至300℃热处理10h去除碳球模板获得空心球壳体;
(4)再在500℃温度下热处理6h,其升温控制在1℃每分钟,即可得到Al、Ca和Hf共掺杂CeO2纳米空心球。
经EDS测试表明Al、Ca和Hf的掺杂量分别为5 at.%、3 at.% 和8 at.% (原子百分比)。
Claims (3)
1.一种高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球,其特征在于空心球球壳是多晶的金属掺杂氧化物,晶粒尺寸在20nm以下,掺杂金属的原子百分比为0.01~20%,空心球球壳厚度在20纳米以下,直径为80~600纳米;该空心球由如下方法制备而成:
1)配制吸附溶液:
①将氧化物金属盐溶于溶剂中,配制成金属离子浓度为0.01~10M的氧化物金属盐溶液;所述的金属盐选自Bi、Ce、Co、La、Zn、Ta、W、Ti或Zr的氯化盐、硝酸盐或酯盐,所述的溶剂为水、乙醇、甲酰胺或乙二醇;
②将掺杂金属盐溶于溶剂中配制成掺杂金属离子浓度为0.001~1M的掺杂金属离子溶液,所述的掺杂金属盐选自Na、K、Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Hf、Ni、Fe、Sn、Mn或In的醋酸盐、氯化盐或硝酸盐中的一种或几种以任意比的混合,所述的溶剂为水、乙醇、甲酰胺或乙二醇;
③将上述①的氧化物金属盐溶液和②的掺杂金属离子溶液混合,使得氧化物金属盐的金属离子与掺杂金属离子的摩尔比为1:5~100:1,搅拌均匀获得吸附溶液;
2)吸附:将表面具有羧基和羟基的碳球、PS球或SiO2球模板浸入步骤1)的吸附溶液中,使球状模板含量为1g/L~100g/L,超声振荡使球状模板充分分散,搅拌吸附2~48h后离心或抽滤,于40~100℃干燥2~48h,获得吸附后的球状模板;
3)除模板:将步骤2)中干燥后的碳球或PS球以1℃/分的速率升温至300~800℃热处理3~60h去除碳球模板或PS球模板获得空心球壳体;或者将步骤2)中干燥后的SiO2球以1℃/分的速率升温至300~800℃热处理3~60h后,再浸入温度为20~100℃、浓度为1~20M的NaOH溶液中保持0.5~24h,去除SiO2球模板获得空心球壳体;
4)退火:将步骤3)制得的空心球壳体以1℃/分的速率升温至400~800℃下退火2~20小时,获得具有高比表面积的金属掺杂氧化物的纳米空心球。
2.制备如权利要求1所述的高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球的方法,其特征在于步骤如下:
1)配制吸附溶液:
①将氧化物金属盐溶于溶剂中,配制成金属离子浓度为0.01~10M的氧化物金属盐溶液;所述的金属盐选自Bi、Ce、Co、La、Zn、Ta、W、Ti或Zr的氯化盐、硝酸盐或酯盐,所述的溶剂为水、乙醇、甲酰胺或乙二醇;
②将掺杂金属盐溶于溶剂中配制成掺杂金属离子浓度为0.001~1M的掺杂金属离子溶液,所述的掺杂金属盐选自Na、K、Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Hf、Ni、Fe、Sn、Mn或In的醋酸盐、氯化盐或硝酸盐中的一种或几种以任意比的混合,所述的溶剂为水、乙醇、甲酰胺或乙二醇;
③将上述①的氧化物金属盐溶液和②的掺杂金属离子溶液混合,使得氧化物金属盐的金属离子与掺杂金属离子的摩尔比为1:5~100:1,搅拌均匀获得吸附溶液;
2)吸附:将表面具有羧基和羟基的碳球、PS球或SiO2球模板浸入步骤1)的吸附溶液中,使球状模板含量为1g/L~100g/L,超声振荡使球状模板充分分散,搅拌吸附2~48h后离心或抽滤,于40~100℃干燥2~48h,获得吸附后的球状模板;
3)除模板:将步骤2)中干燥后的碳球或PS球以1℃/分的速率升温至300~800℃热处理3~60h去除碳球模板或PS球模板获得空心球壳体;或者将步骤2)中干燥后的SiO2球以1℃/分的速率升温至300~800℃热处理3~60h后,再浸入温度为20~100℃、浓度为1~20M的NaOH溶液中保持0.5~24h,去除SiO2球模板获得空心球壳体;
4)退火:将步骤3)制得的空心球壳体以1℃/分的速率升温至400~800℃下退火2~20小时,获得具有高比表面积的金属掺杂氧化物的纳米空心球。
3.一种如权利要求1所述的高比表面积的金属掺杂氧化物的纳米空心球的用途,其特征在于该纳米空心球用于光催化、气体催化或气敏传感。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410346392.7A CN104190397B (zh) | 2014-07-21 | 一种高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410346392.7A CN104190397B (zh) | 2014-07-21 | 一种高比表面积金属掺杂氧化物纳米空心球及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104190397A CN104190397A (zh) | 2014-12-10 |
CN104190397B true CN104190397B (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yao et al. | Morphology and crystal-plane effects of CeO2 on TiO2/CeO2 catalysts during NH3-SCR reaction | |
CN104492460B (zh) | 一种金属氧化物/金属硫化物纳米空心球及其制备方法和用途 | |
Tahir | La-modified TiO2/carbon nanotubes assembly nanocomposite for efficient photocatalytic hydrogen evolution from glycerol-water mixture | |
Wan et al. | Facile synthesis of mesoporous NiCo2O4 fibers with enhanced photocatalytic performance for the degradation of methyl red under visible light irradiation | |
Gao et al. | High-entropy oxides for catalysis: Status and perspectives | |
Li et al. | Enhanced photocatalytic activity of Fe2O3 decorated Bi2O3 | |
CN104549526B (zh) | 一种金属氧化物/Cu2O/聚吡咯三层结构纳米空心球及其制备方法和用途 | |
Gai et al. | An alternative scheme of biological removal of ammonia nitrogen from wastewater–highly dispersed Ru cluster@ mesoporous TiO2 for the catalytic wet air oxidation of low-concentration ammonia | |
CN101711971B (zh) | 含锌多元金属氧化物/碳纳米管复合物及其制备方法和应用 | |
Le Chi et al. | Synthesis of vanadium doped tantalum oxy-nitride for photocatalytic reduction of carbon dioxide under visible light | |
CN104258864A (zh) | 纳米复合物催化剂及其制备方法与应用 | |
Alshaikh et al. | Templated synthesis of CuCo2O4-modified g-C3N4 heterojunctions for enhanced photoreduction of Hg2+ under visible light | |
CN105056849A (zh) | 一种金属氧化物/Pt/C三层纳米结构空心球及其制备方法 | |
Peng et al. | Photocatalytic hydrogen evolution and decomposition of glycerol over C d0. 5 Z n0. 5 S solid solution under visible light irradiation | |
CN102240540B (zh) | 一种片状含镓纳米光催化剂及其光降解有机污染物的应用 | |
CN105126855A (zh) | ZnO/ZnFe2O4/C纳米结构空心球及其制备方法 | |
Zeng et al. | Facile synthesis of CuCo spinel composite oxides for toluene oxidation in air | |
CN107243340A (zh) | 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法 | |
Yu et al. | Photochemical decomposition of hydrogen sulfide | |
CN102698727A (zh) | 一种制备高热稳定性的负载型TiO2光催化剂的方法 | |
Li et al. | Hollow cavity engineering of MOFs-derived hierarchical MnOx structure for highly efficient photothermal degradation of ethyl acetate under light irradiation | |
CN102744087B (zh) | 一种片状纳米氯氧化铋薄膜光催化剂的电化学制备方法 | |
CN104043390B (zh) | 一种小尺寸高比表面积的纳米异质结构空心球及其制备方法 | |
Liao et al. | Constructing MOFs-derived Co3O4 microsphere with atomic pn homojunction as an efficient photothermal catalyst for boosting ethyl acetate oxidation under light irradiation | |
Sobahi et al. | Promoted photocatalytic H2 evolution over NiS/BaSnO3 nanocomposite photocatalyst prepared by modified sol-gel method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |