CN106348349A - 一种高比表面空心结构四氧化三钴及其合成方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高比表面空心结构四氧化三钴的合成方法，其包括以下步骤：（1）将葡萄糖溶于去离子水中，转移至聚四氟乙烯高压釜内，于150~200℃下反应18~36h，冷却后，得到悬浮液；（2）对所得物进行洗涤、离心、分散，得到沉淀；干燥后，得到碳球模板；（3）将所得碳球模板与醋酸钴溶于去离子水中，搅拌分散均匀，进行老化处理；（4）将所得物溶于去离子水中，然后加入或不加入聚乙烯吡咯烷酮，再加入醋酸钴和尿素，搅拌均匀；（5）将所得溶液进行水热反应；对所得固体进行洗涤、离心、分散和干燥处理；然后焙烧，即得。1、本发明可得高比表面积、形貌规整的珊瑚状或海胆状的四氧化三钴；本发明工艺简单，适于实际推广应用。
Description
技术领域
本发明属于纳米粉体合成技术领域，具体涉及一种高比表面空心结构四氧化三钴及其合成方法和应用。
背景技术
Co3O4属于立方晶系，结晶完整的Co3O4属于AB2O4尖晶石结构，其中氧原子包围着Co(II)离子四面体和Co(III)离子八面体，晶体场稳定化能较高。Co3O4在空气中十分稳定。Co3O4在催化剂，陶瓷耐磨材料，耐高温耐腐蚀材料，磁性材料，电极材料等领域有着广泛的应用。
常规方法制备的四氧化三钴往往存在比表面较低的缺点。CN 103011306 A公布了一种纳米级立方体状的四氧化三钴，虽然其比表面积得到了一定的提高，但立方体所提供的比表面却是极为有限的。
CN 103803664 A利用葡萄糖和钴盐作为原料获得了带核纳米空心球四氧化三钴，其虽省略了模板合成工序，但并没有在比表面上获得提升，应用性较差。CN 102531070A 公布了一种三维分级结构四氧化三钴海胆状连体纳米球的制备方法，但该方法采用乙二醇为溶剂，反应体系不够稳定，且合成过程中反应条件要求过于苛刻。CN 102887548 A公布了一种海胆状分级结构四氧化三钴纳米球，然而其所得纳米球十分不规整，团聚情况严重，在1μm尺度下，几乎看不到清晰的纳米线。
因此，本领域亟需寻求一种可提供高比表面的、工艺简单的、所得形貌优良可控的四氧化三钴的制备方法。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种高比表面空心结构四氧化三钴的合成方法，该方法包括以下步骤：
（1）将葡萄糖充分溶于去离子水中，之后转移至聚四氟乙烯高压釜内，于150~200℃下反应18~36h，冷却后，得到悬浮液；
（2）对步骤（1）所得物进行洗涤、离心、分散，得到沉淀；然后对所得沉淀进行干燥处理，得到碳球模板；
（3）将步骤（2）所得碳球模板与醋酸钴溶于去离子水中，搅拌分散均匀，进行老化处理，得到Co2+功能化碳球；
（4）将步骤（3）所得Co2+功能化碳球溶于去离子水中，然后加入或不加入聚乙烯吡咯烷酮，再加入醋酸钴和尿素，搅拌均匀，得混合溶液；所述醋酸钴与尿素的质量比为1:5~1:15；
（5）将步骤（4）所得混合溶液转移至高压水热釜内，80~110℃水热反应12h；对所得固体进行洗涤、离心、分散和干燥处理；然后于500~750℃下焙烧6 h，即得所述高比表面空心结构四氧化三钴。
本发明所得四氧化三钴具有比表面积高、光催化活性好的特点，呈现三维珊瑚状空心结构或海胆状结构。所得结构规整性十分好，无团聚现象。
本发明以碳球为模板，利用碳球表面大量的亲水基团首先将醋酸钴吸附在碳球表面。第二步，通过向反应体中加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），Co2+以及尿素制备出了具有珊瑚状结构的Co3O4前驱体，经过焙烧，得到了空心结构Co3O4。而不加入PVP可得到海胆状的Co3O4，其同样具有高比表面积、形貌规整不团聚的特点。
优选的，步骤（1）中，所述葡萄糖溶液的浓度为1.0~6.0 g/mL。
优选的，步骤（2）中，所述洗涤是利用的是去离子水和乙醇进行洗涤。
优选的，步骤（2）中，所述干燥是在60℃下干燥处理12 h。
优选的，步骤（3）中，所述碳球模板的浓度为3~8 mg/mL；所述醋酸钴溶液的浓度为3~9 mg/mL。
优选的，步骤（3）中，所述搅拌分散的操作过程为：先搅拌1h，再进行超声分散1 h；所述老化处理时间为12 h。
优选的，步骤（4）中，所述聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度为10~40 mg/mL；所述尿素溶液的浓度为0.1~0.4 g/mL。
优选的，步骤（5）中，所述洗涤、离心、分散和干燥处理的操作方法为：用去离子水和乙醇洗涤、离心、分散，循环六次，60℃干燥12 h；进行所述焙烧时，升温速率为2 ℃/min；步骤（1）和步骤（5）中，所述高压水热釜为内衬聚四氟乙烯的水热釜。
本发明的另一个目的在于提供由上述方法制备得到的高比表面空心结构四氧化三钴。
本发明的另一个目的在于提供上述方法制备得到的高比表面空心结构四氧化三钴在包括光催化、催化燃烧领域中的应用。
本领域人员不难理解，由于本发明所得四氧化三钴具有高比表面积，其在光催化、催化燃烧等领域有着广泛的应用前景，可以作为高活性、高选择性的催化剂及优良的催化剂载体。
本发明的有益效果：
1、本发明可得高比表面积的珊瑚状或海胆状的四氧化三钴；
2、本发明所得四氧化三钴形貌规整；
3、本发明原料廉价易得，工艺要求不苛刻，适于实际推广应用。
附图说明
图1 为珊瑚状Co3O4的扫描电镜谱图（A）；焙烧后的珊瑚状Co3O4的扫描电镜谱图（B）和（C）；
图2中A、B和C分别是对比实施例1、对比实施例2和对比实施例3制备得到的Co3O4的扫描电镜谱图；
图3 中A、B和C分别是以尿素与醋酸钴质量比为5:1、10:1、20:1制备的样品Co3O4扫描电镜谱图；
图4为不添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)得到的海胆状Co3O4的扫描电镜谱图（A）；焙烧后的海胆状Co3O4的扫描电镜谱图（B）和（C）；
图5为本发明制备的珊瑚状Co3O4的透射电镜图（A-B）；珊瑚状Co3O4的高分辨透射电镜图（C）；
图6为珊瑚状Co3O4的N2吸附-脱附回滞曲线和孔径分布图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
1）制备碳球模板
1.1）将8g葡萄糖溶于40 ml去离子水中，超声分散均匀，形成澄清的溶液A；
1.2）将步骤，1.1）中得到的溶液A转移至100 ml聚四氟乙烯高压釜内，170℃反应24 h；将高压釜自然冷却到室温，得到黑色或黑褐色悬浮液B；
1.3）将步骤1.2）中得到的悬浮液B用去离子水和乙醇洗涤、离心、分散，得到黑色或黑褐色沉淀；
1.4）将步骤1.3）中得到的沉淀60℃干燥12h，得到碳球模板。
2）将0.249g醋酸钴与0.2g步骤1）所得的碳球模板加入到溶于50ml去离子水中，搅拌1h，超声分散1h，老化12h，洗涤，干燥，得Co2+功能化碳球。
3）将步骤2）所得的Co2+功能化碳球溶于50ml去离子水中，搅拌1h，向所得溶液（Co2 +-carbon溶液）中加入1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，并搅拌12h。再加入0.498g醋酸钴和4.98g尿素，搅拌0.5h，得混合溶液C。
4）将步骤3）中得到的混合溶液C转移至高压水热釜内，90℃水热反应12h。
5）将步骤4）中得到的棕色固体用去离子水和乙醇洗涤、离心、分散，循环六次，60℃干燥12 h，干燥后产品在高温管式炉600℃(升温速率 2℃/min)焙烧6h，即得到高比表面珊瑚状空心结构四氧化三钴。
所得物如图1和图3中图b所示，呈现珊瑚状形貌。
实施例2
除步骤3）中不添加PVP之外，其余与实施例1一致。
所得物如图4所示，呈现海胆状。
实施例3
除1.2）中反应温度为150℃，反应时间为36h之外，其余与实施例1一致。
实施例4
除1.2）中反应温度为200℃，反应时间为18h之外，其余与实施例1一致。
实施例5
除醋酸钴与尿素的质量比为1:5之外，其余与实施例1一致。
实施例6
除醋酸钴与尿素的质量比为1:15之外，其余与实施例1一致。
实施例7
除4）中反应温度为80℃之外，其余与实施例1一致。
实施例8
除4）中反应温度为110℃之外，其余与实施例1一致。
实施例9
除葡萄糖溶液的浓度为1.0 g/mL之外，其余与实施例1一致。
实施例10
除葡萄糖溶液的浓度为6.0 g/mL之外，其余与实施例1一致。
实施例11
除碳球模板的浓度为3 mg/mL；醋酸钴溶液的浓度为3 mg/mL之外，其余与实施例1一致。
实施例12
除碳球模板的浓度为8 mg/mL；所述醋酸钴溶液的浓度为9 mg/mL之外，其余与实施例1一致。
对比实施例1
除没有预处理的碳球模板以及没有添加PVP之外，其余与实施例1一致。
所得物如图1中图A所示。
以没有预处理的碳球模板以及没有添加PVP作为反应条件时，Co2+首先与碳球表面的亲水基团发生相互作用，随着反应温度的提高，尿素开始分解，产生的OH-, CO3 2-会与吸附在碳球表面的Co2+发生反应，由于碳球表面亲水集团分布较均匀，因此生成的晶核比较均匀的生长在碳球表面，进行各向同性的生长，因此形成了表面比较光滑的结构，最终只能形成如图A所示的球形形貌。
对比实施例2
除了没有预处理的碳球之外，其余与实施例1一致。
所得物如图1中图B所示。
未预处理的碳球作为反应条件，向未处理碳球同时加入PVP，尿素，醋酸钴后，经过水热反应后由于PVP和碳球表面的亲水基团会对Co2+出现竞争吸附，碳球表面的羟基与Co2+的相互作用小于PVP与Co2+的络合作用，出现了Co2+只吸附在PVP而没有吸附在碳球表面的现象因此则能形成片状结构。
对比实施例3
除没有使用碳球模板作为反应条件之外，其余与实施例1一致。
所得物如图1中图C所示，产物形貌呈现片状结构。
对比实施例4
除尿素与醋酸钴为5:1之外，其余与实施例1一致。
所得物如图3中a所示。
尿素与醋酸钴质量比为5:1，由于金属前驱体成核速率较慢因此生长趋于各向同性生长最终只能形成如图a所示的表面光滑的球形形貌。
对比实施例5
除尿素与醋酸钴为20:1之外，其余与实施例1一致。
所得物如图3中c所示。
尿素与醋酸钴质量比为20:1，由于尿素量增加，进一步加快了前驱体的成核速率，因此出现了得到的产物出现部分团聚的现象。
Claims (10)
1.一种高比表面空心结构四氧化三钴的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将葡萄糖充分溶于去离子水中，之后转移至聚四氟乙烯高压釜内，于150~200℃下反应18~36h，冷却后，得到悬浮液；
（2）对步骤（1）所得物进行洗涤、离心、分散，得到沉淀；然后对所得沉淀进行干燥处理，得到碳球模板；
（3）将步骤（2）所得碳球模板与醋酸钴溶于去离子水中，搅拌分散均匀，进行老化处理，得到Co2+功能化碳球；
（4）将步骤（3）所得Co2+功能化碳球溶于去离子水中，然后加入或不加入聚乙烯吡咯烷酮，再加入醋酸钴和尿素，搅拌均匀，得混合溶液；所述醋酸钴与尿素的质量比为1:5~1:15；
（5）将步骤（4）所得混合溶液转移至高压水热釜内，80~110℃水热反应12h；对所得固体进行洗涤、离心、分散和干燥处理；然后于500~750℃下焙烧6 h，即得所述高比表面空心结构四氧化三钴。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述葡萄糖溶液的浓度为1.0~6.0 g/mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述洗涤是利用的是去离子水和乙醇进行洗涤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述干燥是在60℃下干燥处理12 h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述碳球模板的浓度为3~8mg/mL；所述醋酸钴溶液的浓度为3~9 mg/mL。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述搅拌分散的操作过程为：先搅拌1h，再进行超声分散1 h；所述老化处理时间为12 h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度为10~40 mg/mL；所述尿素溶液的浓度为0.1~0.4 g/mL。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述洗涤、离心、分散和干燥处理的操作方法为：用去离子水和乙醇洗涤、离心、分散，循环六次，60℃干燥12 h；进行所述焙烧时，升温速率为2 ℃/min；步骤（1）和步骤（5）中，所述高压水热釜为内衬聚四氟乙烯的水热釜。
9.由权利要求1-8任一项所述方法制备得到的高比表面空心结构四氧化三钴。
10.由权利要求1-8任一项所述方法制备得到的高比表面空心结构四氧化三钴在包括光催化、催化燃烧领域中的应用。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107673412A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-09 | 东华大学 | 一种多孔四氧化三钴纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN109019821A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-18 | 广东工业大学 | 一种催化氧化处理邻苯二甲酸酯废水的方法 |
| CN109461904A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-12 | 肇庆市华师大光电产业研究院 | 一种锂硫电池正极材料的制备方法 |
| CN110560064A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-13 | 武汉轻工大学 | 一种磁性碳球负载四氧化三钴催化剂的制备方法及应用 |
| CN113772744A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-10 | 金川集团股份有限公司 | 一种空心壳球四氧化三钴的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102464304A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 多壳层金属氧化物空心球及其制备方法 |
| CN104129818A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-11-05 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种镍钴氧化物材料及其制备方法 |
| CN105668647A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-15 | 重庆大学 | 一种高比表面积钙钛矿型纳米LaCoO3多孔空心球材料及其制备方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102464304A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 多壳层金属氧化物空心球及其制备方法 |
| CN104129818A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-11-05 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种镍钴氧化物材料及其制备方法 |
| CN105668647A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-15 | 重庆大学 | 一种高比表面积钙钛矿型纳米LaCoO3多孔空心球材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| FASHEN CHEN等: "Controllable fabrication of urchin-like Co3O4 hollow spheres for high-performance supercapacitors and lithium-ion batteries", 《THE ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY DALTON TRANSACTIONS》 * |
| SHAOJUAN DENG等: "Meso- andmacroporouscoral-likeCo3O4 for VOCsgassensor", 《CERAMICS INTERNATIONAL41(2015)》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107673412A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-09 | 东华大学 | 一种多孔四氧化三钴纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN109019821A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-18 | 广东工业大学 | 一种催化氧化处理邻苯二甲酸酯废水的方法 |
| CN109461904A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-12 | 肇庆市华师大光电产业研究院 | 一种锂硫电池正极材料的制备方法 |
| CN110560064A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-13 | 武汉轻工大学 | 一种磁性碳球负载四氧化三钴催化剂的制备方法及应用 |
| CN113772744A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-10 | 金川集团股份有限公司 | 一种空心壳球四氧化三钴的制备方法 |
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